Jste zde

iCoupler a buzení výkonových FETů

Jan Robenek, 29. Červenec 2010 - 8:09

Článek představuje 2kanálový izolovaný budič se špičkovou zatížitelností 4 A a výstupním rozsahem až do 18 V.

Pod označením

ADuM3220,
4 A Dual-Channel Gate Driver

se ukrývá 4 A, 2kanálový, izolovaný budič výkonových MOSFETů, resp. IGBT struktur, vycházející z technologie iCoupler® společnosti Analog Devices, se kterou jsme se v této souvislosti setkali již dříve, např. v článcích

Blýská se optočlenům na horší časy? nebo také
Já, iCoupler.

Spojením vysokorychlostních CMOSových přístupů s technologií monolitických transformátorů získáváme vynikající nástroj s mimořádnými vlastnostmi, které za sebou nechávají i běžné alternativy v podobě kombinace pulsních transformátorů a budičů hradla.

Izolační obvod ADuM3220 nabízí dva nezávislé, oddělovací kanály, které se mohou pochlubit maximálním průchozím zpožděním 60 ns (Propagation Delay), které vhodně podporuje max. 5 ns vzájemná odchylka mezi kanály (Channel-to-channel Matching). Budeme – li dále srovnávat s budiči hradel výkonových tranzistorů, které si při práci s vysokým napětím zakládají na nejrůznějších metodách, můžeme v případě našeho obvodu ADuM3220 konečně zdůraznit všechny výhody, plynoucí z poctivého galvanického oddělení mezi vstupem a každým přidruženým výstupem, takže přenos, resp. posun řídicích úrovní se realizuje prostřednictvím vhodné izolační bariéry. Vhodně chráněná výstupní logika s implicitní nízkou úrovní pak už jen vhodně nahrává požadavkům, kladeným na právě zmíněné postupy při buzení.

Celá teorie obvodů vychází z RLC modelů; takto může vypadat základní náhled na hradlo MOSFETu s kanálem typu N

Kompatibilitu se systémy, pracujícími na nižších napěťových úrovních, zajišťuje vstupní napájení v rozsahu od 3.0 V až do 5.5 V. Pro výstupní stranu zase můžeme volit napájecí napětí od 5 V až do 18 V, které odpovídá typickému řešení v rámci synchronních DC/DC měničů. Přidejme ještě fyzické provedení samotného čipu, který tak naplňuje požadavky, definované v IEC 61000-4-x, třeba ty, týkající se ESD. Je pak už jen na vývojářích, aby nevhodným návrhem celého systému, včetně jeho layoutu, zbytečně nedegradovali schopnosti, které dostal obvod ADuM3220 do svého polovodičového vínku (viz také aplikační poznámku AN-793: ESD/Latch-Up Considerations with iCoupler Isolation Products). Teplota přechodu se smí pohybovat v rozmezí od −40 °C až do +125°C.

Základní vlastnosti ADuM3220:

Špičkový výstupní proud 4 A
Precizní časování
- 60 ns (max. průchozí zpoždění signálu)
- 5 ns (max. vzájemná odchylka mezi kanály)
Vysoká provozní teplota přechodu +125 °C
Vstupní logika 3.3 V až 5 V
Výstup 4.5 V až 18 V
UVLO pro 2.5 V (Vdd1) a 4.1 V (Vdd2)
Tepelná ochrana pro >150 °C
Ochrana výstupní logiky
Přednastavena nízká úroveň výstupu
Kmitočtový rozsah DC až 1 MHz
Vstupní logické úrovně CMOS
Vysoká odolnost proti souhlasným přechodovým jevům >25 kV/μs
Rozšířená ESD ochrana dle IEC 61000-4-x
UL 1577, 2500 Vrms (vstup – výstup, čeká na vyřízení)
Malá zastavěná plocha na plošném spoji, nízký profil
- 8vývodové SOIC, RoHS-compliant
- 5 mm × 6 mm × 1.6 mm