随着技术的快速发展,功率转换器的体积逐渐缩小,而转换效率也越来越高,市面上亦推出各种功率转换器解决方案,来满足不同需求。
各具特色的栅极驱动器
栅极驱动器是一种功率放大器,通过控制由集成电路产生的小功率信号来驱动功率晶体(例如IGBT或是功率级MOSFET)的闸极。栅极驱动器可能搭载在功率晶体上,也有可能是独立的组件。栅极驱动器会包括位准转换器,以及放大器电路。
栅极驱动器IC作为控制信号(数字或模拟控制器)和功率开关(IGBT、MOSFET、SiC MOSFET和GaN HEMT)之间的接口。集成式栅极驱动器解决方案可降低设计复杂性、开发时间、物料清单(BOM)和电路板空间,同时提高分立实现栅极驱动器解决方案的可靠性。在一些工业应用的环境条件中相当具有挑战性,必须提高电源的抗扰度,以确保栅极驱动应用所需的可靠性和安全性,其中DC-DC转换器便扮演着重要的角色。

不同材质与架构具备不同的特性
IGBT驱动器为驱动IGBT并调控其整体性能的装置,它不仅影响了IGBT的动态性能,同时也关系到系统的成本和可靠性;若驱动器的选择及输出功率的计算决定了换流系统的可靠性。驱动器功率不足或选择错误可能会直接导致IGBT和驱动器损坏。
MOSFET驱动器则是高频高电压栅极驱动器,可通过同步DC-DC转换器和高达100V的电源电压来驱动两个N通道MOSFET。强大的驱动能力降低了具高栅极电容MOSFET中的开关损耗。
关于SiC MOSFET的开发与应用,与相同功率等级的Si MOSFET相比,SiC MOSFET的导通电阻及开关损耗皆大幅降低,适用于更高的工作频率;另由于高温工作的特性,SiC MOSFET的高温稳定性大幅提升。
高电子迁移率晶体管(HEMT)是场效应晶体管的一种,它使用两种具有不同能隙的材料形成异质结,为载子提供通道。砷化镓(GaAs)、砷化镓铝(AlGaAs)三元化合物半导体是构成这种模块的可选材料。近年来快速发展的氮化镓(GaN)HEMT则凭借其良好的高频特性吸引了大量关注。HEMT可以在极高频下工作,因此广泛应用在移动电话、卫星电视和雷达中。

DC-DC转换器应用相当广泛
直流-直流转换器也称为DC-DC转换器或直流变压器,是电能转换的电路或是机电设备,可以将直流(DC)电源转换为不同电压的直流(或近似直流)电源。其功率范围可以从很小(小电池)到极大(高压电源转换)。有些DC-DC转换器的输出和输入电压有相同的参考点,而有些输出和输入电压隔离则是分开的。
DC-DC转换器可分为三类,包括升压型、降压型,以及升降压型DC-DC转换器,可根据需求采用三类控制转换器。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用,在负载小时具有低耗电的优点。PWM/PFM转换型可在小负载时实行PFM控制,并在重负载时自动转换到PWM控制。DC-DC转换器广泛应用于各种工业与消费产品中。

完整的产品线可满足多样需求
Murata推出了一系列专门为栅极驱动电路设计的门驱动DC-DC转换器,通常用于新能源、运动控制、移动性和医疗保健解决方案中。这些产品具有超低隔离电容3pF、优化的IGBT/SiC和MOS栅极驱动的双极输出电压,且直流链路电压最高可承受3KV、具备针对局部放电的可靠性,以及dv/dt抗扰度在1.6kV时高达80kV/µS。
Murata考虑到工业应用的需求,推出MGJ系列的DC-DC转换器,经过专业的设计和测试,可承受高dv/dt和直流母线电压,且在隔离栅内将不会出现可测的击穿。Murata的DC-DC转换器的常见应用领域包括电机驱动/运动控制、太阳能逆变器、焊接、医用泵控制器、医用X射线系统、暖通空调逆变系统、大功率AC-DC转换、电动运输系统、泵和阀门控制等。
Murata大部分的DC-DC电源已经过安全检测实验室公司(UL)的调查,凡通过UL证实符合上述标准的产品,其数据表的第一页均印有UL认证标章。此外,数据表上还印有产品适用的操作等级。同时,Murata努力遵守适用的所有本地及国际规范、产品指令及报告要求,包含欧盟RoHS指令与其他国家及地区特定的RoHS规范。
面对不同的产品需求,Murata推出了各式各样的门驱动DC-DC转换器,品项相当多样,Murata亦在网站上提供便利的查询功能,您可以依照应用的类型与规格需求,快速地找到相应的产品,想要了解Murata产品线的详细规格,请访问https://www.murata.com/zh-cn/products/power/isolated-gate-drive-power#anchor-3。
结语
随着各种移动装置的销售畅旺,目前市面上对于DC-DC转换器的需求也与日俱增,Murata推出了规格多样的DC-DC转换器,可以加速客户的产品开发。若您有功率转换器的需求,欢迎查阅Murata的网站,相信您将可以快速找到合适的解决方案。
