在典型的 OBC 應(yīng)用中，柵極驅(qū)動器需要用于防止意外的導(dǎo)通事件以及高側(cè)和低側(cè)開關(guān)中的直接擊穿。UCC21330-Q1 是一款隔離的雙溝道柵極驅(qū)動器，具有 4A 峰值源極和 6A 峰值吸收電流，用于驅(qū)動功率 MOSFET、SiC、GaN 和 IGBT 晶體管。

UCC21330-Q1 的保護功能包括：電阻器可編程死區(qū)時間、同時關(guān)閉兩個輸出的禁用功能以及可抑制短于 5ns 的輸入瞬態(tài)的集成抗尖峰脈沖濾波器。所有電源都有 UVLO 保護。INA 及 INB 引腳上的內(nèi)部弱下拉可驗證輸出在默認(rèn)情況下是否為安全狀態(tài)低電平。設(shè)置為高電平時 DIS 引腳會同時禁用兩個驅(qū)動器輸出，而設(shè)置為低電平時則會啟用兩個輸出。如果檢測到故障狀態(tài)，微控制器或其他模擬比較器置位的全局 DIS 將同時禁用所有驅(qū)動器。

為了防止在動態(tài)開關(guān)期間高側(cè)和低側(cè) FET 直接擊穿，可以通過將 0Ω 放置到 150Ω 電阻器或?qū)?DT 引腳短接至 GND 以讓兩個輸出互鎖來啟用互鎖功能。如果兩個輸入同時都處于高電平，則兩個輸出都將立即被設(shè)為低電平。圖 3-2可說明該功能。

條件 A：INB 變?yōu)榈碗娖?，INA 變?yōu)楦唠娖健NB 立即將 OUTB 設(shè)為低電平并將已編程設(shè)定的

死區(qū)時間分配給 OUTA。在已編程設(shè)定的死區(qū)時間后，OUTA 能夠變?yōu)楦唠娖健?/p>

條件 B：INB 變?yōu)楦唠娖剑琁NA 變?yōu)榈碗娖?。INA 現(xiàn)在立即將 OUTA 設(shè)為低電平并將已編程設(shè)定的

死區(qū)時間分配給 OUTB。在已編程設(shè)定的死區(qū)時間后，OUTB 能夠變?yōu)楦唠娖健?/p>

條件 C：INB 變?yōu)榈碗娖剑琁NA 仍為低電平。INB 立即將 OUTB 設(shè)為低電平并將已編程設(shè)定的

死區(qū)時間分配給 OUTA。在這種情況下，輸入信號的死區(qū)時間比編程設(shè)定的死區(qū)時間長。因此，

當(dāng) INA 變?yōu)楦唠娖綍r，會立即將 OUTA 設(shè)為高電平。

條件 D：INA 變?yōu)榈碗娖剑琁NB 仍為低電平。INA 立即將 OUTA 設(shè)為低電平并將已編程設(shè)定的

死區(qū)時間分配給 OUTB。INB 的自身死區(qū)時間長于已編程設(shè)定的死區(qū)時間。因此，當(dāng) INB 變?yōu)楦唠娖綍r，

會立即將 OUTB 設(shè)為高電平。

條件 E：INA 變?yōu)楦唠娖?，?INB 和 OUTB 仍為高電平。為了避免過沖，INA 立即將

OUTB 拉為低電平并使 OUTA 保持低電平狀態(tài)。一段時間后，OUTB 變?yōu)榈碗娖讲⒁丫幊淘O(shè)定的死區(qū)時間分配給

OUTA。OUTB 已經(jīng)為低電平。在已編程設(shè)定的死區(qū)時間后，OUTA 能夠變?yōu)楦唠娖健?/p>

條件 F：INB 變?yōu)楦唠娖?，?INA 和 OUTA 仍為高電平。為了避免過沖，INB 立即將

OUTA 拉為低電平并使 OUTB 保持低電平狀態(tài)。一段時間后，OUTA 變?yōu)榈碗娖讲⒁丫幊淘O(shè)定的死區(qū)時間分配給

OUTB。OUTA 已經(jīng)為低電平。在已編程設(shè)定的死區(qū)時間后，OUTB 能夠變?yōu)楦唠娖健?/p>

為了確認(rèn)柵極驅(qū)動器穩(wěn)健可靠地運行，請?zhí)貏e注意最小脈沖寬度。最小輸入脈沖寬度由驅(qū)動器 IC 中存在的抗尖峰脈沖濾波器決定，該濾波器確定在空載驅(qū)動器中傳輸?shù)捷敵龅淖疃堂}沖。

在柵極驅(qū)動器中實現(xiàn)欠壓鎖定 (UVLO)，以監(jiān)控柵極電壓并防止其降至指定閾值以下。在使用 Si 和 SiC MOSFET 或 IGBT 的高功率應(yīng)用中，UVLO 等級是一個重要的考慮因素。

• UVLO 是驗證系統(tǒng)在偏置電源故障時是否受到保護的關(guān)鍵功能。
• 由于器件特性和大功率系統(tǒng)，高功率應(yīng)用中的 SiC MOSFET 和 IGBT 需要高 UVLO。高效開關(guān)這些器件對于防止損壞或壽命縮短至關(guān)重要。

對于高開關(guān)頻率或硬開關(guān)應(yīng)用，為了防止柵極驅(qū)動器誤導(dǎo)通，優(yōu)先選擇米勒鉗位以提高整體系統(tǒng)穩(wěn)健性。UCC5350-Q1 是一款單通道隔離式柵極驅(qū)動器，具有 10A 典型峰值拉電流和 10A 典型峰值灌電流，其具有米勒鉗位或分流輸出的選項。

• Vds dv/dt 會導(dǎo)致電流通過 Cgd，也稱為米勒電容。該米勒電流會在柵極處產(chǎn)生電壓

• 米勒鉗位引入了一條低阻抗路徑來繞過米勒電流，并防止柵極驅(qū)動器關(guān)斷時誤導(dǎo)通。

這款單通道柵極驅(qū)動器集成了特定邏輯，可防止擊穿。只需將 IN+ 和 IN- 分別連接到單通道器件，即可實現(xiàn)互鎖。如果高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器同時發(fā)送輸入高電平，驅(qū)動器將禁用輸出以防止擊穿。表 3-1中列出了邏輯表。

如果需要額外的高級保護功能，可以考慮 UCC218200-Q1，它是一款隔離式柵極驅(qū)動器，具有過流和短路檢測、故障后受控軟關(guān)斷、故障報告、有源米勒鉗位、輸入和輸出側(cè)電源 UVLO（用于優(yōu)化 SiC 和 IGBT 開關(guān)行為和穩(wěn)健性）、輸出電壓柵極監(jiān)控以及啟動期間的內(nèi)置自檢。

輸出電壓柵極監(jiān)控器進行檢查，確保 PWM 為高電平時柵極電壓大于 VDD - 3V，而 PWM 為低電平時柵極電壓小于 VEE + 3V。

• 當(dāng)檢測到柵極監(jiān)控器故障時，RDY 被拉至低電平。
• 低壓側(cè)的 OUT_FB 提供實時反饋輸出。

在初始啟動期間，驅(qū)動器會運行一系列檢查，以驗證以下比較器是否卡在高電平還是低電平：

• DESAT/OC。
• VCC、VDD 及 VEE UVLO。
• VDD-3V 和 VEE+3V 柵極監(jiān)控器。
• 米勒鉗位閾值。