在高电流快速开关电路中,适当的 PCB 布局对于器件正常工作和设计稳健性而言极其重要。UCC27523/5/6 系列栅极驱动器具有短传播延迟和强大的输出级,能够在功率 MOSFET 的栅极上提供较大的电流峰值以及很短的上升和下降时间,从而有助于电压以极快的速度进行转换。在较高的 VDD 电压下,峰值电流能力甚至更高(VDD = 12V 时,峰值电流为 5A)。如果布线长度和阻抗未控制得当,那么极高的 di/dt 会导致无法接受的振铃。在使用这些高速驱动器进行设计时,TI 强烈建议遵循以下电路布局指南。
- 驱动器器件应尽量靠近功率器件放置,从而更大限度地缩短输出引脚与功率器件的栅极之间的高电流布线长度。
- 将 VDD 和 GND 之间的 VDD 旁路电容器放置在尽可能靠近驱动器且布线长度尽可能短的位置,以提高噪声滤波效果。这些电容器支持在功率 MOSFET 导通期间通过 VDD 消耗的高峰值电流。强烈建议使用低电感 SMD 组件(如片式电阻器和片式电容器)。
- 应该尽可能缩短导通和关断电流环路路径(驱动器器件、功率 MOSFET 和 VDD 旁路电容器),以便将杂散电感保持在最小值。在导通和关断瞬态期间,这些回路中会出现 2 次高 dI/dt,从而在驱动器器件的输出引脚和电源 MOSFET 的栅极上产生显著的电压瞬态。
- 尽可能使源迹线和返回迹线保持平行,从而利用磁通抵消。
- 将电源布线与信号布线(如输出和输入信号)分开。
- 星形点接地是一种尽可能地减少噪声从一个电流环路耦合到另一个电流环路的好方法。驱动器的 GND 在一个点连接至其他电路节点(如功率 MOSFET 源极、PWM 控制器接地端等)。必须尽可能缩短连接路径,以降低电感;并尽量拓宽连接路径,以降低电阻。
- 使用接地平面来提供噪声屏蔽。在转换期间,OUT 上的短暂上升和下降时间可能会使输入信号损坏。接地平面不得是任何电流环路的传导路径。相反,必须使用一根迹线将接地平面连接到星形点,从而建立接地电势。除噪声屏蔽之外,接地平面还可以帮助降低功率耗散
- 在嘈杂的环境中,可能有必要使用较短的迹线将 UCC27526 的未使用的通道输入连接到 VDD(对于 INx+)或 GND(对于 INX–),从而确保启用输出并防止噪声导致输出发生故障。
- 用 UCC2752x 器件替换 UCC2732x/UCC2742x 器件时请务必谨慎:
- UCC2752x 是一款更强大的栅极驱动器(5A 峰值电流对比 4A 峰值电流)。
- UCC2752x 是一款更快速的栅极驱动器(13ns/13ns 上升/下降传播延迟对比 25ns/35ns 上升/下降传播延迟)。