ZHCADX2 March   2024 LM2005 , LM2101 , LM2103 , LM2104 , LM2105 , LM25101 , LM27222 , LM2724A , LM5100A , LM5100B , LM5100C , LM5101 , LM5101A , LM5101B , LM5101C , LM5102 , LM5104 , LM5105 , LM5106 , LM5107 , LM5108 , LM5109 , LM5109A , LM5109B , LM5109B-Q1 , LM5113-Q1 , LM76003 , LMG1205 , LMG1210 , SM72295 , SM74104 , TPS28225 , TPS28225-Q1 , TPS28226 , TPS2832 , TPS2836 , TPS2837 , UC2950 , UCC27200 , UCC27200-Q1 , UCC27200A , UCC27201 , UCC27201A , UCC27201A-DIE , UCC27201A-Q1 , UCC27211 , UCC27211A , UCC27211A-Q1 , UCC27212 , UCC27212A-Q1 , UCC27222 , UCC27282 , UCC27282-Q1 , UCC27284 , UCC27284-Q1 , UCC27288 , UCC27289 , UCC27301A , UCC27301A-Q1 , UCC27302A , UCC27302A-Q1 , UCC27311A , UCC27311A-Q1 , UCC27710 , UCC27712 , UCC27712-Q1 , UCC27714 , UCC27734 , UCC27734-Q1 , UCC27735 , UCC27735-Q1 , UCC27834 , UCC27834-Q1 , UCC27884 , UCC27884-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2特定应用场景中的设计和潜在风险
  6. 3潜在问题分析
    1. 3.1 高占空比导致自举二极管中产生高电流应力
      1. 3.1.1 模式 1
      2. 3.1.2 模式 2
      3. 3.1.3 模式 3
      4. 3.1.4 模式 4
    2. 3.2 额外电压源的影响
  7. 4设计建议
  8. 5总结
  9. 6参考文献

2 特定应用场景中的设计和潜在风险

在常见的半桥栅极驱动器中，自举电路通常用于通过一个电源驱动两个 FET。但具有自举电路配置的半桥栅极驱动器无法以 100% 的占空比驱动高侧 FET。因为低侧 FET 必须导通一定时间，电源才能通过自举二极管为自举电容器充电。否则，自举电容器可能无法提供电源来驱动高侧 FET。

要使用半桥栅极驱动器实现 100% 占空比，一种设计是在栅极驱动器的 HB 和 HS 引脚之间添加额外电源。图 2-1 显示了具体的原理图。然后，可通过此额外电源而不是自举电容器来提供驱动高侧 FET 的能量。高侧 FET 接着能够以 100% 占空比工作。

GUID-20240313-SS0I-76MP-DHWP-HB2T8XDBTDTN-low.svg图 2-1 建议设计概述

潜在风险主要来自于两个原因：

  1. 高占空比会导致自举二极管中产生高电流应力。
    例如，在优化器的直通模式下，高侧 FET 的占空比会逐渐增加到 100%。因此，在转换过程结束时，持续一段时间的高占空比情况会让自举二极管承受高电流应力。
  2. HB、HS 引脚中连接的额外电源的影响。
    实际上，增加一个额外电源可以让栅极驱动器以 100% 占空比驱动高侧 FET。但要，要确保栅极驱动器正常工作，还需在该过程中考虑一些设计注意事项。如原因 1 中所述，设计不当会导致转换过程中自举二极管的电流应力增加。

下面将详细分析这两个原因。