高温、振動、騒音などの厳しい環境条件に直面する自動車および産業用アプリケーションでは、厳しいアプリケーション環境によって課される課題を克服するために堅牢なゲート ドライバーが必要です。この記事では、Silicon Labsの絶縁ゲート ドライバーを紹介し、それが自動車および産業用アプリケーションの電力要件をどのように満たすかを理解します。
新しい絶縁ゲートドライバが新しい材料技術をサポート
自動車、産業、再生可能エネルギー市場の電力コンバータ設計者は、シリコンカーバイド (SiC)、窒化ガリウム (GaN)、高速Si FETなどの新興技術の採用など、安全性と電力に対する継続的な要件を満たしながら、新興のエネルギー効率基準と新しい技術オプションを通じて動的な環境を管理しています。したがって、新しい絶縁ゲート ドライバーは、電力エンジニアが要求する仕様要件を満たすように装備する必要があります。
自動車および産業用アプリケーション環境では、電力要件がより厳しく、ゲート ドライバーの堅牢性がテストされます。高いパフォーマンスを提供することに加えて、広い入力電圧範囲、低いレイテンシ、高いノイズ耐性、および高速スイッチング機能も備えている必要があります。
優れた製品機能がエネルギー効率基準と寸法要件を満たします
Silicon Labsが発表した絶縁ゲート ドライバ製品は、超高速の伝播遅延によるタイミング マージンの向上、温度や時間に対する安定した動作、比類のないサイズとコストのメリットを実現します。絶縁定格は1、2.5、3.75、5.0 kVから選択できます。ドライバ間の耐電圧は ±1500 VDCで、ドライバは同じまたは別の接地に接地することも、フローティング電圧に接続することもできます。Silicon Labsの絶縁ゲート ドライバ テクノロジーは、データ センターの電源、太陽光発電用のマイクロ インバータ、自動車市場のトラクション インバータ、産業用電源など、さまざまな電源アプリケーションに使用できます。
Silicon Labsは最近、新しいSi823Hx/825xx絶縁ゲート ドライバーを発表しました。新製品は、より高速で安全なスイッチング、低レイテンシ、高ノイズ耐性の機能を統合しており、パワートランジスタの近くに配置してコンパクトなプリント回路基板 (PCB) 設計を実現できます。これらのゲート ドライバによって実現された新たな進歩により、電力コンバータの設計者は、SiC、GaN、高速Si FETなどの新興技術の使用をサポートしながら、増大するエネルギー効率基準とサイズ要件を満たすか、さらにはそれを超えることができます。
優れたパフォーマンスと強力な分離レベルを実現
Si823Hx/Si825xxファミリの絶縁ゲート ドライバは、SMPSやインバータなどのシリコン、GaN、またはSiCベースの電力変換システム向けの堅牢なゲート ドライバです。このファミリには、最大20 Vをサポートする高電圧入力 (ロジック側) VDD電源ピンなどのアップグレードされた機能があります。堅牢な30 VドライバVDD機能、より厳密なループ制御のための低レイテンシ、125 kV/µsの高いコモンモード過渡耐性 (CMTI)、出力ピンでの -5 V耐電圧、および過熱保護を備えています。また、これらには、ミラープラトー領域での電流駆動能力を高め、ターンオン時間を短縮するドライバーブーストステージも備わっています。
Silicon Labs独自のCMOS容量性絶縁技術をベースにしたSi823Hx/Si825xx絶縁ゲート ドライバは、堅牢な絶縁定格の点で優れたパフォーマンスを提供し、最先端のGaNまたはSiC FETを駆動してシステム効率を最大化するとともに、低電圧ロックアウト (UVLO) 保護やデッドタイム プログラマビリティなどの機能で安全性を確保します。
コンパクトなパッケージでシステムサイズとコストを削減
Si823Hx/825xxファミリの差別化された機能は、厳しい電力環境で作業する設計者の要件を満たすように特別に構成されています。Silicon Labsの製品ファミリは、FETのターンオンを高速化するためにより高いソース電流を提供する独自のブースト デバイスを提供します。対称4Aシンク/ソース機能により、前世代のドライバーのソース電流がほぼ2倍になり、スイッチング損失の削減に役立ちます。新しい絶縁ゲート ドライバーは、最大伝播遅延が30nsでレイテンシが半分に短縮され、フィードバック ループの遅延が短縮されるため、システム効率が向上します。これらのドライバは過渡ノイズ耐性も向上させ、本質的にノイズの多い環境でも信頼性の高い動作を保証します。入力電圧範囲 (VDDIH) も4.5 ～ 20 Vに拡張され、一般的なアナログ コントローラの電源レールとの直接インターフェイスが可能になります。
スペースの制約を満たすために、Si823Hx/Si825xxゲート ドライバは複数のパッケージ オプションを提供します。これらのコンパクトなドライバーは、同様の16ピン パッケージではなく8ピン パッケージになっているため、システムのサイズとコストが削減されます。その他の新しくアップグレードされた機能には、温度が高すぎる場合にドライバーが自動的にオフになる過熱保護機能が含まれます。追加の安全機能には、安全性を最大限に高めるためのデッドタイム、オーバーラップ保護、入力ノイズのグリッチ除去などがあります。
結論
新しい電力技術の導入に伴い、新しいゲート ドライバーも導入され、効率が最大化されます。Silicon Labsが発表した絶縁ゲート ドライバーは優れた製品特性を備えており、厳しい自動車および産業用アプリケーションの要件を満たすことができ、新しい電源製品の開発に最適な選択肢となります。
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