隔离式栅极驱动器提供功效更高的电源开关技术 -凯发app官网登录

智能工厂中电机效率的提高将带来广泛的效益。本文将为您介绍adi公司的隔离式栅极驱动器的重要特性。

快速开关提升电机的运作效率

按照国际能源署的数据，电机驱动系统消耗的电量占全球耗电量的40%，电机效率的提高将对节能减碳的要求带来极大的效益，通过在运行中控制mosfet或igbt，按照用户命令开启或关闭的速度来控制电机的电流，将可大幅提升电机运作的效率。

在功率电子（例如驱动技术）中，igbt经常用作高电压和高电流开关。这些功率晶体管由电压控制，其主要损耗产生于开关期间。为了最大程度减小开关损耗，便要求具备较短的开关时间。然而，快速开关同时隐含着高压瞬变的危险，这可能会影响甚至损坏处理器逻辑。因此，为igbt提供合适栅极信号的栅极驱动器，还将执行提供短路保护、并影响开关速度的功能，在选择栅极驱动器时，其中的某些特性将至关重要。

在开关期间，晶体管会处于同时施加了高电压和高电流的状态。根据欧姆定律，这将导致一定的损耗，具体取决于这些状态的持续时间，因此目标是要最大程度地减小这些时间段。此处的主要影响因素是晶体管的栅极电容，为实现开关必须对其进行充电／放电，较高的瞬态电流则会加速此过程。因此，能够在更长时间内提供更高栅极电流的驱动器，对开关损耗更能起到积极作用。

降低电磁干扰并实现电压过冲控制

adi公司对于推广工业4.0技术的发展一直不遗余力，推出了隔离式栅极驱动器adum4122，这是一款采用icoupler®技术的隔离式双驱动强度输出驱动器，使设计人员可以充分利用功效更高的电源开关技术的优势，可协助客户在向更高密度的自动化迁移时，最大化运动系统的效率，并最小化其电磁（em）辐射。

adum4122是一款简单的双驱动强度输出驱动器，可以高效地在数字信号控制的两个压摆率之间切换，与现在具有20个或更多引脚的分立式凯发app官网登录的解决方案或复杂的集成式凯发app官网登录的解决方案相比，adum4122的体积更小，仅有8个引脚，可以在多种工作条件下使用。

adum4122采用icoupler®技术实现高精度隔离，可通过8引脚宽体soic封装提供5 kv rms隔离。这些隔离组件集高速cmos和整体式变压器技术于一身，能够提供比替代产品（例如脉冲变压器和栅极驱动器的组合）更出色的性能特点。

adum4122采用3.3 v到6.5 v的输入电压范围，兼容较低的电压系统。与采用高压电平转换方法的栅极驱动器不同，adum4122可在输入和输出区域之间实现真正的电气隔离。adum4122还包括两个输出引脚，便于进行两个输出驱动强度的压摆率控制。v_out引脚遵循v_in 引脚的逻辑，而升压输出v_{out_src}可以切换为遵循v_in 引脚或设置为高阻抗，压摆率的切换由初级侧控制，压摆率控制则可降低电磁干扰（emi）并实现电压过冲控制。

此外，如果adum4122的内部温度超过热关断温度，则内部热关断会将输出设置为低。因此，adum4122能够可靠控制igbt和mosfet配置在各种开关电压下的开关特性，从而实现简单的压摆率控制。

改善系统功能适合高性能应用

adum4122的每个输出引脚支持2 a输出电流（<3 ω r_{dson_x}），具有3 a峰值短路电流，支持3.3 v至6.5 v、v_dd1，以及4.5 v至35 v、v_dd2，具有正向阈值，在3.3 v v_dd1时具有欠压锁定（under voltage lock out, uvlo）功能，在v_dd2上则存在多个正向阈值uvlo选项，包括a级时为4.4 v（典型值）正向阈值，uvlo，b级为7.3 v（典型值）正向阈值，uvlo，c级为11.3 v（典型值）正向阈值，uvlo。

adum4122还支持精准定时特性，下降缘传播延迟最大为48 ns，具有cmos输入逻辑电平，高共模瞬变抗扰度为>150 kv/µs，支持125℃的高工作结温，默认低电平输出，也具有可选择的压摆率控制，通过安全和监管审批，符合ul 1577认证，在5 kv rms时可持续1分钟，也符合csa组件验收通知5a，并获得vde符合性证书，符合din v vde v 0884-10与v_iorm = 849 v峰值。

adum4122进一步改善了系统的功能，具有高共模瞬变抑制性能和低传播延迟，可应用于开关式电源、隔离式igbt和mosfet栅极驱动器、工业逆变器等产品上，适合运动控制、机器人和能源等高性能应用。

轻松进行压摆率设置提升产品的开发速度

为加快产品的开发速度，adi还推出支持adum4122的评估版。eval-adum4122ebz评估板提供用于配置不同驱动条件的跳线和螺丝端子。eval-adum4122ebz板可处理v_in 和src引脚上的方波和直流值。

adum4122可在高达35 v的电压下工作。v_in 引脚上的逻辑电平电压控制v_out输出，src引脚则可控制v_{out_src}引脚，是设置为高阻抗还是遵循用户在v_in 上提供的脉宽调制（pwm）输入的逻辑。当外部串联栅极电阻与来自v_out和v_{out_src}引脚的输出相结合时，一个隔离式栅极驱动器就能够具有两个可轻松选择的压摆率。

eval-adum4122ebz板可测试套件的传播延迟、驱动强度、压摆率选择和输入逻辑，具备3 a短路输出能力，输出功率套件电阻为<3 ω，输出电压范围至35 v，支持输出和输入欠压锁定（uvlo），焊盘布置适合多种开关类型与外部串联栅极电阻，具有螺纹端子易于连接，可布置用于容性负载测试，并可以使用跳线轻松进行压摆率设置。

结语

以往在采用栅极驱动器时，为确保在所有操作点都符合em系统规定，系统通常都过度设计，但利用率不足，adi的adum4122隔离式栅极驱动器可以动态地实现从较慢到较快开关的过渡，从而在不牺牲效率的情况下优化em辐射。简而言之，当您尝试降低辐射和功耗时，不需要再牺牲性能，将是您在开发电源系统时的最佳选择之一。