APEC : Pilote demi-pont 100 V autonome pour GaN

Demi-pont d'entraînement de porte GaN ADI LT8418

Appelé LT8418, ce circuit intégré ressemble beaucoup à l'étage de sortie utilisé dans les circuits intégrés de contrôleur cc-cc de pilotage GaN récemment annoncés, LTC7890 et LTC7891.

Les sorties côté haut et côté bas ont des connexions pull-up et pull-down séparées sur les canaux du boîtier IC afin que des résistances supplémentaires puissent être utilisées pour régler séparément les temps d'activation et de désactivation des transistors GaN.

« Les pilotes de grille divisée permettent au client d'adapter le comportement marche-arrêt pour résoudre les problèmes de flexibilité et de contrôle », a déclaré ADI lors du lancement du LT8418 à l'APEC en Californie.

Pour les variateurs côté haut et côté bas, l'approvisionnement en courant de sortie s'effectue via un pull-up de 0.6 Ω (crête de 4 A), tandis que l'absorption s'effectue via un courant de sortie de 0.2 Ω (crête de 8 A).

Étant donné que les portes GaN sont très sensibles aux surtensions (les dommages sont causés juste au-dessus de la tension de commande recommandée), l'amorçage côté haut ne s'effectue pas via une diode conventionnelle, mais via un « commutateur intelligent ».

Pendant l'intervalle de temps mort entre la désactivation de la grille supérieure et l'activation de la grille inférieure, ou entre la désactivation de la grille inférieure et l'activation de la grille supérieure, l'interrupteur d'alimentation GaN démontre une tension de conduction inverse de 2 à 3 V de source à drainer – encore plus élevée à courant élevé – ce qui peut ramener le nœud de commutation à -2 à -3 V et entraîner une surcharge du rail d'amorçage et des dommages permanents à la grille du commutateur d'alimentation GaN.
Le commutateur d'amorçage intelligent se compose de commutateurs d'alimentation qui peuvent contrôler entièrement la charge ou le blocage de l'amorçage.
Lorsque l'interrupteur inférieur est allumé et que la tension du nœud de commutation est proche du niveau de terre, l'interrupteur d'amorçage est activé pour commencer à charger l'amorçage. condensateur.

Le commutateur d'amorçage a une résistance à l'état passant typique de 6 Ω, tombant de 0.6 V lorsque 100 mA circulent dans le condensateur d'amorçage. À 100 µA, la chute est généralement de 1 mV (10 mVmax).

Une protection de verrouillage contre les sous-tensions Bootstrap est incluse pour empêcher les transistors GaN de s'allumer avec une tension de commande insuffisante, de se déclencher à 3.1 V et de s'effacer à 3.35 V (hystérésis de 250 mV).

Le petit boîtier, un WLCSP BGA de 1.7 x 1.7 mm, possède deux plots connectés en interne pour la sortie haut niveau. L'un d'entre eux est destiné à fournir un chemin à faible inductance vers le condensateur d'amorçage (voir schéma).

La broche Vcc est également doublée, une pour le rail d'alimentation et une pour le condensateur de découplage du circuit intégré.

Il y a deux broches d'entrée, une pour la forme d'onde GaN pwm côté haut et une autre pour le côté bas.

Généralement, le seuil de commutation d'entrée est de 1.9 V avec 400 mV d'hystérésis, et ces entrées peuvent tolérer jusqu'à 15 V (abs max) pour permettre l'utilisation d'une variété de sources de signaux. Chaque entrée dispose d'une résistance pull-down interne de 200 kΩ pour désactiver les deux sorties si aucun signal d'entrée n'est présent.

Aucune protection anti-chevauchement n'est fournie, donc si les deux entrées sont réglées sur « 1 » logique, les deux transistors de sortie GaN seront activés simultanément, provoquant un flux de courant élevé. "Une attention particulière doit être appliquée à l'interface d'entrée pour éviter une éventuelle condition de transmission", a déclaré ADI.

Concernant les applications, ADI a déclaré : « Le LT8418 peut être configuré en topologies synchrones en demi-pont, en pont complet, ou en topologies abaisseur, boost et abaisseur-boost. »

Retrouvez la page produit du LT8418 ici

EPC a utilisé le circuit intégré du contrôleur LTC7891 mentionné ci-dessus dans cette carte de démonstration DC-DC.