1.VS腳優(yōu)異的抗負壓能力
現(xiàn)在的高功率變頻器和驅(qū)動器承載更大的負載電流。如下圖1 所示:由于功率回路里的寄生電感(主要由功率器件的封裝引線和PCB的走線產(chǎn)生的),電路中VS腳的電壓會從高壓母線電壓(S1通S2關(guān)時)變化到低于地的負壓(S1關(guān)閉時)。圖一右邊波形中的紅色部分就是VS腳在半橋感性負載電路中產(chǎn)生的瞬態(tài)負電壓。
這個瞬態(tài)負壓尖峰會引起驅(qū)動芯片工作出錯進而損壞功率器件,有時會直接損壞驅(qū)動芯片。這種負電壓尖峰在大電流和高速開關(guān)時(尤其在使用寬禁帶器件:碳化硅和氮化鎵時)變的越來越大。器件的耐負壓能力成了選擇高壓驅(qū)動芯片在這些應(yīng)用領(lǐng)域里的關(guān)鍵因素。
在英飛凌的SOI技術(shù)中,芯片有源區(qū)和襯底之間是絕緣的,不存在像常規(guī)硅技術(shù)驅(qū)動芯片那樣的寄生三極管和二極管,所以不會出現(xiàn)上述的負VS電壓引起的問題。
英飛凌的SOI高壓驅(qū)動芯片有著非常高的耐負壓能力,VS腳可以承受300ns的負100 V的電壓。
2.極低的電平轉(zhuǎn)移電路損耗
電平轉(zhuǎn)移電路把低壓端的開關(guān)信號傳輸?shù)礁邏憾耍瑐鬏斶^程中消耗的能量決定了電平轉(zhuǎn)移電路的損耗。隨著開關(guān)頻率的增加,電平轉(zhuǎn)移電路的損耗所占整個驅(qū)動芯片損耗的比重越來越大。
英飛凌SOI高壓驅(qū)動芯片的電平轉(zhuǎn)移電路消耗的能量非常小。驅(qū)動芯片的超低損耗大大提高了高頻應(yīng)用的設(shè)計靈活性,同時也提高了系統(tǒng)的效率,從而提升了系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品的壽命。
圖2,相同封裝和同等驅(qū)動能力,不同技術(shù)的高壓驅(qū)動芯片的溫度測試對比圖(同樣測試條件和PCB板),英飛凌的SOI高壓驅(qū)動芯片比其它芯片的溫度低55.6°C.
3.芯片內(nèi)部集成的自舉二極管
高壓驅(qū)動芯片的浮地端電路普遍使用自舉供電,這是一種簡單和低成本的供電方案。但是常規(guī)的硅技術(shù)的高壓驅(qū)動芯片必須外加自舉二極管,或使用芯片內(nèi)部集成的低效自舉MOSFET和額外的內(nèi)部控制電路實現(xiàn)自舉供電。
英飛凌的SOI驅(qū)動芯片內(nèi)部集成了超快恢復自舉二極管,優(yōu)異的反向恢復特性和小于40歐姆的動態(tài)電阻,大大拓寬了芯片的使用范圍,可以驅(qū)動更大容量的功率器件而不會過熱,從而簡化了電路設(shè)計,降低了系統(tǒng)成本。
圖3顯示了自舉供電電路,由自舉二極管和電容組成。自舉供電是電平轉(zhuǎn)移方式高壓驅(qū)動芯片浮地端電路的典型供電方式。
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原文標題:英飛凌絕緣體上硅(SOI)高壓驅(qū)動芯片的三個優(yōu)勢
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