在高電流快速開關(guān)電路中,適當?shù)?PCB 布局對于器件正常工作和設(shè)計穩(wěn)健性而言極其重要。UCC27624 柵極驅(qū)動器具有小傳播延遲和強大的輸出級,能夠在功率 MOSFET 的柵極上提供較大的電流峰值以及很短的上升和下降時間,從而有助于實現(xiàn)非??斓碾妷核沧?。如果布線長度和阻抗未控制得當,那么極高的 di/dt 會導(dǎo)致無法接受的振鈴。在使用這些高速驅(qū)動器進行設(shè)計時,建議遵循以下電路布局準則。
- 驅(qū)動器 IC 應(yīng)盡量靠近功率器件放置,從而更大限度地縮短驅(qū)動器 IC 輸出引腳與開關(guān)功率器件的柵極之間的高電流布線長度。
- 將 VDD 和 GND 之間的 VDD 旁路電容放置在盡可能靠近驅(qū)動器 IC 且布線長度最短的位置,以提高噪聲濾波效果。這些電容器支持在功率 MOSFET 導(dǎo)通期間通過 VDD 引腳消耗高峰值電流。強烈建議使用低電感表面貼裝器件 (SMD) 元件(如額定電壓為 50V 的 X7R 片式電容器)。
- 必須盡可能縮短導(dǎo)通和關(guān)斷電流環(huán)路路徑(驅(qū)動器器件、功率 MOSFET 和 VDD 旁路電容器),以便將雜散電感保持在最低水平。這些環(huán)路中存在兩個實例會建立高 dI/dt,即導(dǎo)通和關(guān)斷瞬態(tài)期間,這會在驅(qū)動器器件的輸出引腳和功率 MOSFET 的柵極上產(chǎn)生顯著的電壓瞬態(tài)。
- 盡可能使源布線和返回布線保持平行,從而利用磁通抵消。
- 將電源布線與信號布線(如輸出和輸入信號)分開。
- 為了更大限度地減少開關(guān)節(jié)點瞬態(tài)和振鈴,可能需要在功率器件上添加一些柵極電阻和/或緩沖器。這些措施也可能降低 EMI。
- 星形點接地是一種盡可能地減少噪聲從一個電流環(huán)路耦合到另一個電流環(huán)路的好方法。驅(qū)動器的 GND 在一個點連接至其他電路節(jié)點(如功率 MOSFET 源極、PWM 控制器接地端等)。必須盡可能縮短連接路徑,以降低電感;并盡量拓寬連接路徑,以降低電阻。
- 使用接地平面來提供噪聲屏蔽。驅(qū)動器 IC 的 OUT 引腳上的快速上升和下降時間可能會破壞驅(qū)動器 IC 的輸入信號。接地平面不得是任何高電流(功率級)環(huán)路的傳導(dǎo)路徑。相反,必須使用一根跡線將接地平面連接到星形點,從而建立接地電勢。除噪聲屏蔽之外,接地平面還可以幫助降低功率耗散
- 在現(xiàn)有設(shè)計或新設(shè)計中將任何柵極驅(qū)動器 IC 替換為 UCC27624 器件時,尤其是它們不具有相同的驅(qū)動強度時,外部柵極電阻器和并聯(lián)二極管電阻器組合可能會非常有用。