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栅极驱动器在太阳能收集设计中的应用-方案运用

时间:2023-08-03 04:07:00

虽然数字逻辑电路在太阳能收集设计中提供关键的监控和控制功能,但功率晶体为电力输送提供了基础。在这些数字和电源域之间,栅极提供关键功能,在太阳能解决方案中驱动高功率IGBT。设计人员可以使用ADI公司,飞兆半导体公司,凌力尔特公司,公司等公司的栅极驱动器实现高效的全桥和半桥功率级。

通常由低功耗数字电路驱动,栅极驱动器产生驱动高和IGBT所需的高电流。同样重要的是,栅极驱动器可以响应来自数字控制逻辑的高频开关信号,并为功率晶体管提供相应的高速,高电流驱动。在此过程中,栅极驱动器屏蔽低功耗数字控制电路,使其免受大型高速开关电流的影响,这些电流很容易降低数字电路的性能。

工程师可以选择支持栅极驱动配置的IC,从全桥到半桥,同时具有非隔离和隔离选项。例如,德州仪器)SM72295提供四个独立的栅极驱动器,能够以全桥配置为四个分立的N型MOSFET提供3 A的峰值电流(图1)。

栅极驱动器在太阳能收集设计中的应用

图1:德州仪器(TI)SM72295集成了以全桥配置驱动四个外部N型MOSFET所需的功能(由德州仪器公司提供)。

SM72295适用于太阳能光伏应用,包括一对电流检测放大器,可通过外部实现可编程增益。该器件还提供电流检测放大器的缓冲输出,用于A,用于需要更复杂功能的设计。工程师可以通过将SM72295与TI SM72442相结合来创建完整的光伏电源,TI SM72442是一个可编程控制器,提供四个PWM驱动信号来控制SM72295。

除了TI SM72295等专用全桥设备外,工程师还可以选择在一个器件上组合一对栅极驱动器的半桥栅极驱动器,以改善时序匹配。 TI SM72482通过一对输出驱动器级扩展了这一概念,这些驱动器级(每个)组合MOS和双极晶体管以实现高输出驱动特性,同时减少由于电压和温度变化引起的输出电流变化(图2)。

栅极驱动器在太阳能收集设计中的应用

图2:德州仪器(TI)SM72482支持半桥配置,其中一对驱动器级结合了MOS和双极晶体管(德州仪器公司提供)。

飞兆半导体FAN7384,德州仪器5102和凌力尔特公司LT1160/1162等器件适用于采用PWM控制驱动半桥输出级的设计(图3)。 FAN7384和LM5102均具有电平转换功能,允许浮动高侧驱动器在更高电压下工作,并且均具有可编程定时控制功能,以确保周期之间有足够的死区时间。飞兆半导体FAN7384允许工程师编程开启延迟,而TI LM5102允许独立编程高和低上升沿延迟。

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