APEC: Driver setengah jembatan 100V yang berdiri sendiri untuk GaN

Gerbang ADI LT8418 GaN menggerakkan setengah jembatan

Disebut LT8418, IC ini terlihat sangat mirip dengan tahap keluaran yang digunakan dalam IC pengontrol dc-dc penggerak GaN yang baru-baru ini diumumkan, LTC7890 dan LTC7891.

Output sisi tinggi dan sisi rendah memiliki koneksi pull-up dan pull-down terpisah pada saluran paket IC sehingga resistor tambahan dapat digunakan untuk menyetel waktu nyala dan mati transistor GaN secara terpisah.

“Penggerak gerbang terpisah memungkinkan pelanggan untuk mengadaptasi perilaku on-off untuk mengatasi masalah fleksibilitas dan pengendalian,” kata ADI pada peluncuran LT8418 di APEC di California.

Untuk penggerak sisi tinggi dan sisi rendah, sumber arus keluaran melalui pull-up 0.6Ω (puncak 4A), sedangkan penurunannya melalui 0.2Ω (puncak 8A).

Karena gerbang GaN sangat sensitif terhadap tegangan berlebih – kerusakan terjadi tidak jauh di atas tegangan penggerak yang direkomendasikan – bootstrap sisi tinggi tidak melalui dioda konvensional, namun melalui 'saklar pintar'.

Selama interval waktu mati antara pematian gerbang atas ke penyalaan gerbang bawah, atau antara pematian gerbang bawah ke penyalaan gerbang atas, sakelar daya GaN menunjukkan tegangan konduksi balik sebesar 2 hingga 3V dari sumber untuk mengalirkan – bahkan lebih tinggi pada arus tinggi – yang dapat menurunkan node sakelar ke -2 hingga -3V, dan menyebabkan pengisian berlebih pada rel bootstrap, dan kerusakan gerbang permanen pada sakelar daya GaN.
Sakelar bootstrap pintar terdiri dari sakelar daya yang dapat sepenuhnya mengontrol pengisian atau pemblokiran bootstrap.
Ketika sakelar bawah dihidupkan dan tegangan simpul peralihan mendekati permukaan tanah, sakelar bootstrap dihidupkan untuk mulai mengisi daya bootstrap kapasitor.

Sakelar bootstrap memiliki resistansi tipikal sebesar 6Ω, turun 0.6V ketika 100mA mengalir ke kapasitor bootstrap. Pada 100µA, penurunan biasanya 1mV (10mVmax).

Perlindungan penguncian bawah tegangan bootstrap disertakan untuk mencegah transistor GaN menyala ketika tegangan penggerak tidak mencukupi, trip pada 3.1V, dan clear pada 3.35V (histeresis 250mV).

Paket kecilnya, WLCSP BGA 1.7 x 1.7 mm, memiliki dua pad yang terhubung secara internal untuk output sisi tinggi. Salah satunya dimaksudkan untuk menyediakan jalur induktansi rendah ke kapasitor bootstrap (lihat diagram).

Pin Vcc juga digandakan, satu untuk power rail dan satu lagi untuk kapasitor decoupling IC.

Ada dua pin input, satu untuk bentuk gelombang GaN pwm sisi tinggi dan satu lagi untuk sisi rendah.

Biasanya, ambang peralihan masukan adalah 1.9V dengan histeresis 400mV, dan masukan ini dapat mentolerir hingga 15V (abs max) untuk memungkinkan berbagai sumber sinyal digunakan. Setiap input memiliki resistor pull-down 200kΩ internal untuk mematikan kedua output jika tidak ada sinyal input.

Tidak ada perlindungan anti-over-lap yang diberikan, sehingga jika kedua input diatur ke logika '1' maka kedua transistor keluaran GaN akan menyala secara bersamaan sehingga menyebabkan aliran arus yang tinggi. “Pertimbangan yang cermat harus diterapkan pada antarmuka masukan untuk menghindari kemungkinan kondisi tembus pandang,” kata ADI.

Mengenai aplikasi, ADI mengatakan: “LT8418 dapat dikonfigurasi menjadi topologi setengah jembatan sinkron, topologi jembatan penuh, atau topologi buck, boost, dan buck-boost.”

Temukan halaman produk LT8418 di sini

EPC telah menggunakan IC pengontrol LTC7891 yang disebutkan di atas pada papan demo dc-dc ini