UCCx732x 雙 4A 峰值高速低側(cè)功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器：設(shè)計(jì)與應(yīng)用指南

在電子工程師的日常工作中，高速、高效的功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器是設(shè)計(jì)高性能電源和功率轉(zhuǎn)換電路的關(guān)鍵組件。今天，我們就來(lái)深入探討德州儀器（TI）的 UCCx732x 系列雙 4A 峰值高速低側(cè)功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器，包括其特性、應(yīng)用、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)。

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產(chǎn)品概述

UCCx732x 系列包括 UCC27323、UCC27324、UCC27325、UCC37323、UCC37324 和 UCC37325 等型號(hào)。這些驅(qū)動(dòng)器采用 Bi - CMOS 輸出架構(gòu)，能夠在米勒平臺(tái)區(qū)域提供 ±4A 的驅(qū)動(dòng)電流，即使在低電源電壓下也能保持恒定電流。其輸出可并聯(lián)以獲得更高的驅(qū)動(dòng)電流，并且有 MSOP - PowerPAD? 封裝可供選擇。輸入為 TTL/CMOS 電平，獨(dú)立于電源電壓，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳排列。

產(chǎn)品特性

高性能輸出架構(gòu)

Bi - CMOS 輸出架構(gòu)使得驅(qū)動(dòng)器在米勒平臺(tái)區(qū)域能夠提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)電流，確保 MOSFET 快速、可靠地開(kāi)關(guān)。這種架構(gòu)結(jié)合了雙極型和 MOSFET 晶體管的優(yōu)點(diǎn)，在低電源電壓下也能實(shí)現(xiàn)高效的電流源和吸收。

多種邏輯選項(xiàng)

提供三種標(biāo)準(zhǔn)邏輯選項(xiàng)：雙反相、雙同相以及一個(gè)反相和一個(gè)同相驅(qū)動(dòng)器，滿足不同應(yīng)用的需求。

寬工作溫度范圍

UCC2732x 系列的工作溫度范圍為 - 40°C 至 125°C，UCC3732x 系列為 0°C 至 70°C，適用于各種工業(yè)和商業(yè)環(huán)境。

高 ESD 耐受性

具有 2000V 的人體模型（HBM）和 1000V 的帶電器件模型（CDM）ESD 額定值，提高了產(chǎn)品的可靠性和抗干擾能力。

應(yīng)用領(lǐng)域

UCCx732x 系列驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)關(guān)電源和功率轉(zhuǎn)換電路中，如開(kāi)關(guān)模式電源、DC - DC 轉(zhuǎn)換器、太陽(yáng)能逆變器、電機(jī)控制和不間斷電源（UPS）等。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

電源推薦

推薦的偏置電源電壓范圍為 4.5V 至 15V，為了確保高速電路性能，建議在 VDD 和 GND 引腳之間使用兩個(gè)旁路電容。一個(gè) 0.1μF 的陶瓷電容應(yīng)靠近 VDD 到地的連接，另外再并聯(lián)一個(gè)較大的、具有較低 ESR 的電容（如 1μF 及以上），以提供高電流峰值。

布局指南

• 電容放置：低 ESR/ESL 電容應(yīng)靠近 IC 的 VDD 和 GND 引腳，以支持外部 MOSFET 開(kāi)啟時(shí)從 VDD 汲取的高峰值電流。
• 接地設(shè)計(jì)：采用星型接地方式，將驅(qū)動(dòng)芯片的 GND 與功率 MOSFET 的源極和 PWM 控制器的地在一點(diǎn)連接，路徑應(yīng)盡可能短而寬，以減少電感和電阻。使用接地平面提供噪聲屏蔽，并幫助散熱。
• 輸入處理：在嘈雜環(huán)境中，將未使用通道的輸入通過(guò)短走線連接到 VDD 或 GND，以確保輸出正常工作并防止噪聲引起的故障。
• 信號(hào)分離：分離電源走線和信號(hào)走線，如輸出和輸入信號(hào)，以減少干擾。

熱考慮

UCCx732x 系列提供三種不同的封裝，其中 MSOP PowerPAD - 8（DGN）封裝通過(guò)將熱量從半導(dǎo)體結(jié)有效移除，顯著提高了散熱性能。在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，應(yīng)使用熱焊盤和熱過(guò)孔來(lái)完成散熱子系統(tǒng)。

實(shí)際應(yīng)用案例

選擇合適的器件

根據(jù)輸出邏輯需求選擇合適的器件。UCCx7323 具有雙反相輸出，UCCx7324 具有雙同相輸出，UCCx7325 則具有一個(gè)反相通道 A 和一個(gè)同相通道 B。

測(cè)試電流能力

通過(guò)測(cè)試電路驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)器的電流源和吸收能力。在實(shí)際應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器需要在米勒平臺(tái)區(qū)域提供足夠的電流，以確保 MOSFET 的高效開(kāi)關(guān)。

并聯(lián)輸出

將 A 和 B 驅(qū)動(dòng)器的輸入和輸出并聯(lián)可以獲得更高的驅(qū)動(dòng)電流。在并聯(lián)時(shí)，應(yīng)確保 INA 和 INB 在 PCB 布局中盡可能靠近器件，輸入信號(hào)斜率應(yīng)大于 20V/μs，以避免通道間的不匹配。

計(jì)算電源電流

根據(jù) MOSFET 的柵極電荷和工作頻率，計(jì)算平均輸出電流，進(jìn)而確定總 VDD 電流。公式為 (I{OUT}=Q{g}×f)，其中 (Q_{g}) 是柵極電荷，(f) 是頻率。

總結(jié)

UCCx732x 系列雙 4A 峰值高速低側(cè)功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器以其高性能、多種邏輯選項(xiàng)和良好的熱性能，為電子工程師提供了一個(gè)可靠的解決方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理選擇器件、優(yōu)化電源和布局、考慮熱管理等因素，能夠充分發(fā)揮該系列驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效、可靠的功率轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)。

你在使用 UCCx732x 系列驅(qū)動(dòng)器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題？或者你對(duì)功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)有什么獨(dú)特的見(jiàn)解？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。