ZHCS502H November 2011 – June 2024 UCC27523 , UCC27525 , UCC27526
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 应用
- 3 说明
- 4 说明（续）
- 5 引脚配置和功能
- 6 规格
- 7 详细说明
- 8 应用和实施
- 9 电源相关建议
- 10布局
- 11器件和文档支持
- 12修订历史记录
- 13机械、封装和可订购信息
封装选项
机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息
8.2.2.5 驱动电流和功率损耗
UCC27523/5/6 系列驱动器能够在 VDD = 12V 时向 MOSFET 栅极提供 5A 电流并持续数百纳秒。需要较高的峰值电流才能快速导通器件。然后，要关断器件，需要驱动器向接地端灌入差不多大小的电流，并以功率器件的工作频率重复这一过程。栅极驱动器器件封装中耗散的功率取决于以下因素：
- 功率 MOSFET 所需的栅极电荷（通常是驱动电压 VGS 的函数，由于低 VOH 压降，该电压非常接近于输入辅助电源电压 VDD）
- 开关频率
- 外部栅极电阻器的使用情况
UCC2752x 具有非常低的静态电流和内部逻辑，能够消除输出驱动器级中的任何击穿，因此可以大胆地假定它们对栅极驱动器内功率耗散的影响可以忽略不计。
使用分立式容性负载对驱动器器件进行测试时，计算辅助电源所需的功率非常简单。方程式 1 给出了为了对电容器进行充电，辅助电源必须传递的能量。
其中
- CLOAD 是负载电容器
- VDD 是为驱动器供电的偏置电压。
对电容器进行充电时，存在等量的耗散能量。这会导致由方程式 2 给出的总功率损耗。
其中
- fSW 是开关频率
当 VDD = 12V、CLOAD = 10nF 且 ƒSW = 300kHz 时，可通过下式计算出功率损耗（请参阅方程式 3）：
可以通过检查对器件进行开关所需的栅极电荷，将功率 MOSFET 表示的开关负载转换为等效电容。该栅极电荷包括输入电容的效果，以及当功率器件在导通和关断状态之间切换时使其漏极电压摆动所需的附加电荷。大多数制造商都提供用于在指定条件下对器件进行开关的栅极电荷典型值和最大值规格（以 nC 为单位）。使用栅极电荷 Qg 可确定电容器充电时必须耗散的功率，利用等效性 Qg = CLOADVDD 提供方程式 4 来计算功率：
假设 UCC2752x 在每个输出端以 60nC 的栅极电荷（VDD = 12V 时，Qg = 60nC）驱动功率 MOSFET，则通过下式计算出栅极电荷相关的功率损耗（请参阅方程式 5）：
该功率 PG 在 MOSFET 导通或关断时在电路的电阻元件中耗散。在开通过程中对负载电容器进行充电时会耗散总功率的一半，在关闭期间对负载电容器进行放电时耗散另一半。如果在驱动器与 MOSFET/IGBT 之间没有采用外部栅极电阻器，该功率将完全耗散在驱动器封装中。在使用外部栅极驱动电阻器的情况下，功率耗散会在驱动器的内部电阻和外部栅极电阻器之间分摊，具体分摊情况由这两个电阻之比决定（元件的电阻越高，耗散的功率越大）。根据该简化的分析，可按如下方式（见方程式 6）计算开关期间的驱动器功率耗散：
其中
- ROFF = ROL
- RON（上拉结构的有效电阻）= 1.5 x ROL
除了上述与栅极电荷相关的功率耗散外，驱动器中的其他耗散还与器件消耗的静态偏置电流相关的功率有关，该静态偏置电流用于偏置所有内部电路，如输入级（带上拉和下拉电阻）、使能和 UVLO 部分。如图 6-6 所示，即使在最高的情况下，静态电流也小于 0.6mA。可通过方程式 7 轻松计算出静态功率耗散。
假设 IDD = 6mA，则功率损耗为：
显然，与前面计算的与栅极电荷相关的功率耗散相比，此功率损耗微不足道。
使用 12V 电源时，偏置电流的估算如下（静态消耗额外增加 0.6mA 的开销）：
