ZHCU677C June   2019  – July 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21530
      2. 2.2.2  AMC1311
      3. 2.2.3  AMC3302
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  LM76003
      6. 2.2.6  LMZ31707
      7. 2.2.7  OPA320
      8. 2.2.8  ISO7721
      9. 2.2.9  SN6501
      10. 2.2.10 SN6505B
      11. 2.2.11 TMP235
      12. 2.2.12 LMT87
      13. 2.2.13 TL431
      14. 2.2.14 LMV762
      15. 2.2.15 TMS320F280049 C2000 MCU
      16. 2.2.16 TMDSCNCD280049C
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 具有电源系统的双有源电桥模拟
      2. 2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
      3. 2.3.3 双有源电桥 - 零电压开关 (ZVS)
      4. 2.3.4 双有源电桥 - 设计注意事项
        1. 2.3.4.1 漏电感器
        2. 2.3.4.2 电感对电流的影响
        3. 2.3.4.3 移相
        4. 2.3.4.4 电容器选型
        5. 2.3.4.5 软开关范围
        6. 2.3.4.6 开关频率
        7. 2.3.4.7 变压器选型
        8. 2.3.4.8 SiC MOSFET 选型
      5. 2.3.5 损耗分析
        1. 2.3.5.1 设计方程式
        2. 2.3.5.2 SiC MOSFET 和二极管损耗
        3. 2.3.5.3 变压器损耗
        4. 2.3.5.4 电感器损耗
        5. 2.3.5.5 栅极驱动器损耗
        6. 2.3.5.6 效率
        7. 2.3.5.7 散热注意事项
  8. 3电路说明
    1. 3.1 功率级
    2. 3.2 直流电压检测
      1. 3.2.1 初级侧直流电压检测
      2. 3.2.2 次级侧直流电压检测
    3. 3.3 电流检测
    4. 3.4 功率结构
      1. 3.4.1 辅助电源
      2. 3.4.2 检测电路的隔离式电源
    5. 3.5 栅极驱动器
      1. 3.5.1 栅极驱动器电路
      2. 3.5.2 栅极驱动器偏置电源
      3. 3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断
  9. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 软件
        1. 4.1.2.1 软件入门
        2. 4.1.2.2 引脚配置
        3. 4.1.2.3 PWM 配置
        4. 4.1.2.4 高分辨率相移配置
        5. 4.1.2.5 ADC 配置
        6. 4.1.2.6 ISR 结构
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 PowerSUITE GUI
    4. 4.4 实验
      1. 4.4.1 实验 1
      2. 4.4.2 实验 2
      3. 4.4.3 实验 3
      4. 4.4.4 实验 4
      5. 4.4.5 实验 5
    5. 4.5 测试结果
      1. 4.5.1 开环性能
      2. 4.5.2 闭环性能
  10. 5设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 物料清单
    3. 5.3 PCB 布局建议
      1. 5.3.1 布局图
    4. 5.4 Altium 项目
    5. 5.5 Gerber 文件
    6. 5.6 装配图
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8作者简介
  14. 9修订历史记录

2.3.5.5 栅极驱动器损耗

栅极驱动器电路中的功率损耗包括 UCC21530 中的损耗和栅极电阻器等外围电路中的损耗。功率损耗由静态功率损耗组成，其中包含驱动器在一定开关频率下工作时的静态功率损耗以及驱动器的自身功耗。输入 Vcc1 引脚的静态电流值 (Ivcc1)、输入 VDDA 引脚的静态电流值 (IDDA) 和输入 VDDB 引脚的静态电流值 (IDDB) 均能从数据表中获得。

Equation33. GUID-77229315-E4A5-4321-A864-DC6C50E45AAA-low.gif

通过将数据表中的值代入Equation33，可以得到栅极驱动器的静态功率损耗 Pstatic 约为 70mW。栅极驱动器损耗的另一分量是开关操作损耗。

Equation34. GUID-F47D2D81-59CE-4A6B-934B-F1103ADA8576-low.gif

通过将 VDD = 15V、VSS = –4V、FSW = 100kHz 且 QG = 211nC 这些值代入Equation34，可以得出开关损耗为 0.8W。C3M0016120K（初级侧 MOSFET）的栅极电荷从数据表中获得。同样，对于次级侧，计算出的开关损耗约为 0.33W。C3M0030090K MOSFET 的栅极电荷 QG 为 87nC，并从数据表中获得。另外，在 MOSFET 的导通和关断期间，栅极电阻器上会产生损耗。导通和关断栅极电阻分别为 5.11Ω 和 1Ω。选择这些电阻器是为了抑制栅极上的振荡。在开关过程，栅极驱动器 IC 能够提供 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流。利用此电流脉冲在一个开关周期内的平均值，可以通过Equation35 得出栅极电阻器上产生的导通损耗和关断损耗。

Equation35. GUID-1597BC70-C8FC-47A7-81C5-BC294A090E12-low.gif

该值在一个开关上为 0.5W。因此，四个栅极驱动器卡上产生的总损耗为 10W。