PCB技術 - PFC回路 基板設計におけるゲートドライバの使用法

この記事は主にゲートドライバの役割について話しますPFCデザイン, そして、あなたが理解するのに役立つイメージ比喩があります.

受動的なPFC回路を作るためには、電流および電流の導通角を増加させ、電流の高調波歪みを減少させるために、コンデンサおよびインダクタなどの受動的な部品を使用する必要がある。この方法は簡単で信頼性が高いが，電力が高い場合，受動部品のサイズとコストが大きな問題となる。受動的pfc設計により得られた力率（pf）は0.9に達するだけで，周波数，負荷変動，入力電圧の影響を受ける。

異なるトポロジをアクティブに実装するために使用することができますFPC回路 基板, ブーストのような PFC (ともいう伝統的なPFC), デュアルブースト PFC, トーテムポール PFC. 各々のトポロジーは、能動コンポーネントの異なるナンバーを含んで、それ自身の利点および不利益を有する. Aを設計するとき PFC, 各トポロジの効率とパワーレーティングを考慮すべきである,

そして、使用するコントローラのどのタイプを決定します. しかし, 多くの設計者が見落とす部分は、コントローラスイッチングFETに接続されたゲートドライバである. ゲートドライバはあまりにも一般的で、気づかれない, しかし、ゲートドライバはシステム性能において重要な役割を果たす.

ゲートドライバは、本質的に、MOSFETまたはIGBTを迅速にオンおよびオフにするための高電流及び高電圧信号に論理信号を増加させるために、少なくともスイッチング損失を使用する増幅器である。ビール関連のものと同様に、パワースイッチMOSFETまたはIGBTはビール蛇口のハンドルのようです、ゲートドライブはバーテンダーの手の筋肉のようです、そして、コントローラはバーテンダーの脳のようです。バーテンダーのスキルとタップハンドルの品質は、ガラスで得ることができるビールの実際の量に影響します。

PFC回路では、ゲートドライバは昇圧段のトランジスタをスイッチして電流を調整し、電流を正弦波電圧と同じ位相に維持する。したがって、ゲートドライバはPFC回路の性能にどのように影響するのか？いくつかのパラメータと関数が重要な役割を果たします。

ドライブ電流.

すべてのアプリケーションが強い電流駆動を必要としないが（大きな過渡電流が電磁干渉（EMI）問題を引き起こす可能性がある）、より高い電力用途は、複数の電界効果トランジスタ（FET）を同時に駆動するためにより強い電流駆動を必要とする。したがって、高い駆動電流は、広範囲の電力用途に対して柔軟性を提供する。

スイッチ特性。

伝搬遅延、遅延マッチング、および信号の立ち上がりと立ち下がり時間を含む。スイッチング時間は、電源スイッチの速度に大きく影響します。そして、制御をより予測可能で正確にします。短い遅延マッチングも破壊のリスクを低減し、設計が容易になります。

インターロック機能としても知られているブレークダウン保護は、ハーフブリッジまたはフルブリッジ回路を使用するいくつかのアプリケーションで非常に重要である。トーテムポールPFCでは、2つのパワースイッチ（ハイサイドFETとローサイドFET）が交互にオン・オフする。つのスイッチが同時にオンにされると、電流は2つのFETを通って流れ、それはシステムを損傷し得る。インターロック機能は、故障を防止し、両方のFETをオフにし、それらの1つを短時間でオンにすることができます。テキサスインスツルメンツ社は、“GaN FETベースのCCMトーテムポールブリッジレスPFC”電源設計セミナーペーパーで説明されているように、この設計は、2つのシリコンMOSFETと2つの窒化ガリウム（GaN）高電子移動度トランジスタ（HEMT）を使用して伝導損失を低減します。つのドライバが必要である。Tiの600 V LMG 3410 GaNパワーステージはブリッジドライバとGaNトランジスタを1つのパッケージに統合します。そして、更なる電力消費を減らして、EMIを改善します。シリコンFETを駆動するため、インターロック機能を有するブリッジドライバは、設計の信頼性を向上させる。

より多くの国の規則がより高い効率を命じて、PFCはいろいろなアプリケーションでますます使われます。トポロジーと部品を賢明に選ぶことにより，pfcはより効率的で需要を満たすことができる。そして、ゲートドライバーがバーテンダーの手の筋肉を忘れないでください。

ゲートドライバの重要性が理解される, しかし脳はより重要な役割を果たしている PFC せっけい.