APEC: Автономный полумостовой драйвер 100 В для GaN

Полумост привода затвора ADI LT8418 GaN

Эта микросхема, получившая название LT8418, очень похожа на выходной каскад, используемый в недавно анонсированных ИС контроллерах постоянного тока на основе GaN LTC7890 и LTC7891.

Выходы верхнего и нижнего плеча имеют отдельные подтягивающие и понижающие соединения на каналах корпуса микросхемы, что позволяет использовать дополнительные резисторы для раздельной настройки времени включения и выключения GaN-транзистора.

«Драйверы с раздельными воротами позволяют заказчику адаптировать режим включения-выключения для решения проблем гибкости и контроля», — заявили в ADI на презентации LT8418 на выставке APEC в Калифорнии.

Как для верхнего, так и для нижнего плеча подача выходного тока осуществляется через подтягивающее сопротивление 0.6 Ом (пик 4 А), а сток — через 0.2 Ом (пик 8 А).

Поскольку затворы GaN очень чувствительны к перенапряжению (повреждение происходит ненамного выше рекомендуемого напряжения возбуждения), бутстреп верхнего плеча осуществляется не через обычный диод, а через «умный переключатель».

Во время интервала мертвого времени между выключением верхнего затвора и включением нижнего затвора или между выключением нижнего затвора и включением верхнего затвора, переключатель мощности GaN демонстрирует напряжение обратной проводимости от 2 до 3 В от от источника к стоку – даже выше при высоком токе – что может привести к понижению напряжения узла переключателя до -2–3 В и привести к перезарядке шины начальной загрузки и необратимому повреждению затвора силового переключателя GaN.
Интеллектуальный переключатель начальной загрузки состоит из переключателей питания, которые могут полностью контролировать зарядку или блокировку начальной загрузки.
Когда нижний переключатель включен и напряжение коммутационного узла близко к уровню земли, включается переключатель начальной загрузки, чтобы начать зарядку начальной загрузки. конденсатор.

Типичное сопротивление бутстрап-переключателя в открытом состоянии составляет 6 Ом, падение которого составляет 0.6 В, когда на бутстреп-конденсатор поступает ток 100 мА. При токе 100 мкА падение обычно составляет 1 мВ (10 мВмакс).

Включена защита от блокировки при пониженном напряжении, предотвращающая включение GaN-транзисторов при недостаточном напряжении возбуждения, срабатывание при 3.1 В и сброс при 3.35 В (гистерезис 250 мВ).

Крошечный корпус WLCSP BGA размером 1.7 x 1.7 мм имеет две внутренне соединенные площадки для выхода верхнего плеча. Один предназначен для обеспечения пути с низкой индуктивностью к бутстрепному конденсатору (см. схему).

Вывод Vcc также дублирован: один для шины питания, а другой для развязывающего конденсатора микросхемы.

Имеется два входных контакта: один для ШИМ-сигнала GaN на стороне верхнего плеча, а другой — на стороне низкого.

Обычно порог переключения входа составляет 1.9 В с гистерезисом 400 мВ, и эти входы могут выдерживать напряжение до 15 В (абс. макс.), что позволяет использовать различные источники сигнала. Каждый вход имеет внутренний понижающий резистор сопротивлением 200 кОм для отключения обоих выходов при отсутствии входных сигналов.

Никакой защиты от перекрытия не предусмотрено, поэтому, если на обоих входах установлена ​​логическая «1», оба выходных GaN-транзистора будут открыты одновременно, что приведет к прохождению большого тока. «К входному интерфейсу необходимо относиться внимательно, чтобы избежать возможных условий сквозного пропускания», — заявили в ADI.

Что касается приложений, компания ADI заявила: «LT8418 может быть сконфигурирован в синхронных полумостовых, полномостовых топологиях или топологиях понижающего, повышающего и повышающе-понижающего типа».

Найдите страницу продукта LT8418 здесь.

EPC использовала микросхему контроллера LTC7891, упомянутую выше, в этой демонстрационной плате постоянного тока.