文档介绍：1 引言
随着电力电子技术的发展,各种新型的驱动芯片层出不穷,为驱动电路的设计提供了更多的选择和设计思路,外围电路大大减少,使得MOSFET的驱动电路愈来愈简洁,.性能也获得到了很大地提高。27321就是一种外围电路简单,高效,快速的驱动芯片。
2 UCC27321的功能和特点
TI公司推出的新的MOSFET驱动芯片能输出9A的峰值电流,能够快速地驱动MOSFET开关管,在10nF的负载下,其上升时间和下降时间的典型值仅为20ns。工作电源为4—15V。工作温度范围为-40℃—105℃。图1给出了芯片的内部原理图,表1为输入、输出逻辑表。表2为各个引脚的功能介绍。
UCC27321的ENBL是给设计者预留的引脚端,为高电平有效(见表1)。在标准工业应用中,ENBL端经100K的上拉电阻接至高电平。一般正常工作时可以悬空。为求可靠,也可将其接至输入电源高电平,低电平时芯片不工作。通过对ENBL的精心设置可以设计出可靠的保护电路。
UCC27321的输出端采用了独特的双极性晶体管图腾柱和双MOSFET图腾柱的并联结构,能在几百纳秒的时间内提供高达9A的峰值电流并使得有效电流源能在低电压下正常工作。
当输出电压小于双极性晶体管的饱和压降时,其输出阻抗为MOSFET的Ron。当驱动电压过低或过冲时,输出级MOSFET的体二极管提供了一个小的阻抗。这就使得在绝大多数情况下,无须在输出脚6、7与地之间额外地增加一个肖特基二极管。
UCC27321在MOSFET的弥勒高原效应转换期间能获得9A的峰值电流。UCC27321内部独特的输出结构使得放电能力比充电能力要强的多。充电时电流流经P沟道MOS,放电时电流流经N沟道MOS,这就使得这种芯片的驱动关断能力要比其导通能力强,对防止MOSFET的误导通是很有利的。
3 功率MOSFET驱动电路的一般要求和最佳驱动特性:
A、MOSFET管工作在高频时,必须注意以下两点[1]:
①尽可能减少MOSFET各端点的连接线长度,特别是栅极引线。若不行,可在靠近栅极处串联一小电阻以便抑制寄生振荡。(如图2)
②由于MOSFET的输入阻抗高,驱动电源的输出阻抗必须比较低,以避免正反馈引起的振荡。特别是MOSFET的直流输入阻抗非常高,而它的交流输入阻抗是随频率而改变的,因此MOSFET的驱动波形的上升和下降时间与驱动脉冲发生器的阻抗有关。
图2工作在共源极的电路图
B、MOSFET的最佳驱动特性应具有:
①功率管开通时,驱动电路提供的栅极电压应有快速的上升沿,并一开始有一定的过冲,以加速开通过程。
②功率管导通期间,应能在任何负载情况下都能保证功率管处于导通状态,且使功率管Vds在管子导通的前提下压降较低,以保证低的导通损耗。
③关断瞬时,驱动电路应提供足够的反压,使漏极电流迅速下降,加速关断过程。(图3为最佳栅极驱动电压波形)
图3 最佳栅极驱动电压波形
4 UCC27321使用注意事项
⑴电路布局上的考虑[2,3]:
UCC27321的最大输入电流为500mA,输入信号可以由PWM控制芯片或逻辑门产生。我们不需要对输入信号进行整形而刻意减小驱动速度。若想限制其驱动速度,可在其输出端与负载间串一个电阻,有助于吸收驱动芯片的损耗。

驱动芯品的低阻抗和高