引言

成本、設(shè)計時間和意想不到的問題是困擾電源模塊設(shè)計項目經(jīng)理的三大挑戰(zhàn)。無論是用于電動汽車充電站、清潔能源、變速驅(qū)動器、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共同點：就是利用柵極驅(qū)動器來控制半導(dǎo)體電源開關(guān)，而優(yōu)化電源可能是一個巨大挑戰(zhàn)。本文將回顧當(dāng)前的設(shè)計挑戰(zhàn)，并討論實現(xiàn)最小化設(shè)計的創(chuàng)新解決方案。

電源設(shè)計中的挑戰(zhàn)

柵極驅(qū)動器選項廣泛，對于傳統(tǒng)類型，其設(shè)計挑戰(zhàn)遠不止驅(qū)動器的選擇。開關(guān)需要一個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電源。

設(shè)計這些電源需要占用寶貴的工程時間。在設(shè)計中添加組件會增加電源模塊的成本、尺寸和復(fù)雜性，這會體現(xiàn)在設(shè)計和BOM等層面，更高的復(fù)雜性會增大設(shè)計驗證和應(yīng)用中出現(xiàn)意外問題的風(fēng)險。

傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動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。

一個更簡單的設(shè)計過程是使用這樣一個柵極驅(qū)動器，它不僅能夠提供控制開關(guān)所需的功率，并具有一個電容器為高側(cè)開關(guān)創(chuàng)建浮動電壓。

更簡化的系統(tǒng)設(shè)計

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，同時可簡化設(shè)計過程，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單一、新穎的磁耦合裝置，利用驅(qū)動開關(guān)柵極所需的功率來傳輸柵極開/關(guān)邏輯信號，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/簡化的BOM、更小的設(shè)計復(fù)雜性和更低的成本。

節(jié)省設(shè)計時間

Allegro的Power Thru柵極驅(qū)動器消除了對輔助電源的需求，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)計時間，提高測試和驗證早期成功的可能性以及應(yīng)用可靠性。Allegro Power Thru柵極驅(qū)動器具有獨特的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，易于使用，只需確定一個電容器即可進一步縮短設(shè)計時間，提高早期設(shè)計成功的可能性。

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)動器可以節(jié)省成本、簡化設(shè)計、提高系統(tǒng)可靠性和性能。