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更新时间: 2023-04-27

栅极驱动器分类与优点分析

广义地说，这些栅极驱动器分为两类：非隔离式栅极驱动器和隔离式栅极驱动器。大多数用于在高电压下运行的非隔离式栅极驱动器都是半桥驱动器。

半桥驱动器旨在驱动以半桥配置堆叠在一起的功率晶体管。它们有两个通道：低侧和高侧。低侧是一个相当简单的缓冲器，通常与控制输入具有相同的接地点。而高侧则是经过精心设计且以半桥的开关节点为基准，从而允许使用两个N沟道MOSFET或两个IGBT。开关节点应该在高电压总线和电源接地之间快速过渡，从而让我们有机会以具有成本效益的方式利用与为低侧供电时相同的电源通过自举电路为高侧供电。为了传达输出应为高电平还是低电平，必须包含一个高电压电平转换器，该转换器的泄漏电流通常较小，只有几微安或更小。

栅极驱动器，电源，微控制器，电路

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这种类型的栅极驱动器具有很多局限性。首先，因为它整体都在同一硅片上，因此，无法超出硅的工艺极限。大多数非隔离式栅极驱动器的工作电压都不超过700伏。第二，电平转换器必须承受高电压运行的压力，且必须在高噪声环境中传达输出状态。因此，为了实现充足的噪声滤波，电平转换器通常会添加一些传播延迟。然后，低侧的驱动器又要与高侧驱动器的较长延迟相匹配。第三，用于在高电压下运行的非隔离式栅极驱动器不够灵活。现在存在许多复杂的拓扑，它们要求多个输出能够转换至控制公共端电平以上或以下。

在现代栅极驱动器中越来越常见的特性是在输入和输出电路之间集成了隔离层。这些器件将一个硅片用于控制信号，另一个用于输出驱动信号，并通过距离和绝缘材料对其进行物理隔离。控制信号在传输过程中可通过多种方式穿过隔离层，但是，与非隔离式栅极驱动器不同的是，隔离层可防止任何显著的泄漏电流从隔离层的一侧流向另一侧。由于一个输入裸片可与多个输出裸片隔离，而输出裸片之间又可以彼此隔离，因此输出公共端可以自由地从输入公共端或其他输出公共端向上偏移，直至达到隔离技术的极限。