【MPS光伏逆变器方案系列】可靠的容隔离驱动芯片

MPS逆变器整体解决方案一览:

本贴讲着重为大家介绍MPS可靠的容隔离驱动芯片

容隔离驱动MPQ18811,支持主动米勒钳位功能
三相逆变器因为要支持高达1100V的母线电压,1200V耐压的SiC功率器件成为了高效率,提高整机功率密度的极佳选择。然而SiC器件有着其自身的限制,对逆变器的硬件设计有着诸多要求:

a. SiC器件需要更高的驱动电压,往往需要+15V, +18V才能让管子充分的导通;
b. SiC器件具有极低的Vth,往往在2~4V之间;这意味着GS上的一些电压波动,就可能让SiC管误开通;
c. SiC器件开关速度快,会在半桥中点产生很高的dv/dt,进而引起米勒效应,导致门级上出现串扰震荡;这些震荡可能让SiC误开通。
为了应对以上问题,工程师们往往给SiC的驱动器提供+18V和-5V的辅助供电。+18V可以让SiC充分开通;-5V的负压偏置,可以让SiC的门级更难以向上触及Vth,避免串扰导致SiC误开通。

但是这个做法也会带来两个新问题:

a. 负压驱动需要反激辅源增加一个绕组,增加辅源调试难度,增加整体体积和成本;
b. 某些SiC的GS对负压的耐受性较弱,可能只有-8V;在-5V的偏置基础上,若再叠加一个负向的串扰,就可能超过SiC的GS负压耐受范围;这意味着负压偏置还会带来新的风险。

而MPQ18811不仅具有着30V的供电范围,可支持+18V和-5V的辅助供电;还支持着主动米勒钳位功能:
它在主动输出低时,不仅从OUT pin对VSS有着下拉,还从CLAMP pin对VSS有着更强更直接的下拉。后者相比于Gate路径有着更低的阻抗,因为这条路径上不需要串联门级电阻来抑制EMI辐射,且往往在layout上也有着更短更直接的路径。因此有着更低的寄生电感、寄生电阻。在双重下拉路径的加持下,SiC器件的门级将难以因为串扰而上冲至Vth,因此可能可以省去负压驱动绕组,避免上述负压驱动带来的两个问题。


MP18811 是一款隔离式单通道栅极驱动器解决方案,它具有高达 4A 的拉/灌峰值电流容量。该栅极驱动器可用于驱动具有短的传播延迟和脉宽失真的功率开关器件。

利用 MPS 专有的电容隔离技术,MP18811 可提供 3kVRMS 的耐受电压(符合 UL1577)。而且,其输入端和输出驱动器之间的共模瞬态抗扰度 (CMTI) 额定值超过 100kV/μs。凭借这些高级功能,该驱动器可为各种电源应用提供高效率、高功率密度和高稳健性。

MP18811 还提供原边开/关控制和分离输出,可单独控制拉/灌驱动能力。

其宽原边 VDDI 电源范围允许驱动器与 3.3V 或 5V 数字控制器连接。副边驱动器可接受高达 30V 的电源。所有电源电压引脚均提供欠压锁定 (UVLO) 保护,而且可以具备不同的保护级别。

MP18811 采用标准窄体 (NB) SOIC-8 封装。

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