引言

成本、設(shè)計(jì)時(shí)間和意想不到的問題是困擾電源模塊設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)理的三大挑戰(zhàn)。無論是用于電動(dòng)汽車充電站、清潔能源、變速驅(qū)動(dòng)器、IT設(shè)備的電源，還是數(shù)百種其它應(yīng)用，現(xiàn)代電源模塊幾乎都有一個(gè)共同點(diǎn)：就是利用柵極驅(qū)動(dòng)器來控制半導(dǎo)體電源開關(guān)，而優(yōu)化電源可能是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。本文將回顧當(dāng)前的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并討論實(shí)現(xiàn)最小化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新解決方案。

電源設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)

柵極驅(qū)動(dòng)器選項(xiàng)廣泛，對(duì)于傳統(tǒng)類型，其設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)遠(yuǎn)不止驅(qū)動(dòng)器的選擇。開關(guān)需要一個(gè)偏置電源來提供柵極功率，這通常需要與受控接地隔離的多個(gè)電源。

設(shè)計(jì)這些電源需要占用寶貴的工程時(shí)間。在設(shè)計(jì)中添加組件會(huì)增加電源模塊的成本、尺寸和復(fù)雜性，這會(huì)體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和BOM等層面，更高的復(fù)雜性會(huì)增大設(shè)計(jì)驗(yàn)證和應(yīng)用中出現(xiàn)意外問題的風(fēng)險(xiǎn)。

傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器也通常需要采用自舉電路來產(chǎn)生控制高側(cè)開關(guān)所需的浮動(dòng)電壓。然而，如何為該電路選擇最佳組合的組件通常具有很大挑戰(zhàn)性。

一個(gè)更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)過程是使用這樣一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器，它不僅能夠提供控制開關(guān)所需的功率，并具有一個(gè)電容器為高側(cè)開關(guān)創(chuàng)建浮動(dòng)電壓。

更簡(jiǎn)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一種新解決方案，不再需要外部電源，同時(shí)可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，降低成本和復(fù)雜性。Allegro集成有Power Thru技術(shù)的集成電路包括一個(gè)單一、新穎的磁耦合裝置，利用驅(qū)動(dòng)開關(guān)柵極所需的功率來傳輸柵極開/關(guān)邏輯信號(hào)，因而不再需要外部輔助電源。這種磁耦合裝置可提供完全的電隔離，使得Power Thru柵極驅(qū)動(dòng)器非常適合用高側(cè)、側(cè)端和隔離應(yīng)用。

圖1：Allegro Power Thru技術(shù)使用磁耦合提供帶有邏輯信號(hào)的開關(guān)電源，不再需要外部輔助電源，能夠?qū)崿F(xiàn)更小的系統(tǒng)尺寸、更少的組件/簡(jiǎn)化的BOM、更小的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和更低的成本。

節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間

Allegro的Power Thru柵極驅(qū)動(dòng)器消除了對(duì)輔助電源的需求，因而可以降低BOM成本，減小系統(tǒng)尺寸和構(gòu)建復(fù)雜性，縮短工程設(shè)計(jì)時(shí)間，提高測(cè)試和驗(yàn)證早期成功的可能性以及應(yīng)用可靠性。Allegro Power Thru柵極驅(qū)動(dòng)器具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，易于使用，只需確定一個(gè)電容器即可進(jìn)一步縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，提高早期設(shè)計(jì)成功的可能性。

綜合考慮電源模塊結(jié)構(gòu)的所有層面，與傳統(tǒng)解決方案相比，Allegro power Thru柵極驅(qū)動(dòng)器可以節(jié)省成本、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)可靠性和性能。