EO_498

ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 31 ANALOG GATE DRIVER Igatedriverisolatitrovanospessoimpiegoinconfigurazioni a mezzo ponte, come mostrato nella figura 2. Il driver high-side deve essere in grado di fluttuare tra massa e la tensione VBUS, il tutto fornendo la necessaria tensione di pilotaggio al dispositivo di potenza a cui è collegato. Considerazione sul carico Il tempo richiesto per caricare o scaricare il gate di un MOSFET/IGBT determina la velocità di commutazione del dispositivo. Di solito viene aggiunta in serie una resistenza di gate esterna per regolare i tempi di salita e di discesa della tensione di gate e condividere la dissipazione di potenza con il gate driver. Modellando il dispositivo di potenza come un condensatore, il gate driver come uno stadio di uscita a MOSFET, e tra i due la resistenza esterna in serie al gate, avremo un circuito RC come mostrato in figura 3. L’equazione della corrente di picco di accensione in questo modello semplificato è: IPK_SRC = VDD/(RDS(ON)_P + REXT) e la corrente di picco di spegnimento è: IPK_SNK = VDD/(RDS(ON)_N + REXT) Dove: R DS(ON)_N è la resistenza ON dell’NMOS del gate driver. R DS(ON)_P è la resistenza ON del PMOS del gate driver. R EXT è la resistenza esterna in serie al gate. C GATE_EQUIV è la capacità equivalente di gate del dispositivo di potenza. Per misurare la corrente di picco di cortocircuito, REXT è impostato a 0 Ω, ma nelle applicazioni reali è sempre presente una resistenza esterna in serie. Ambiguità nel titolo dei data sheet L’uso previsto per la corrente di picco è quello di creare un confronto della capacità di pilotaggio del gate in modo conciso, ma la rappresentazione del valore varia da dispositivo a dispositivo e da produttore a produttore. La figura 4 mostra le rappresentazioni della curva I-V, così come alcuni livelli comuni che i produttori di gate driver hanno utilizzato per dare un valore di corrente di picco. I livelli di saturazione delle curve I-V di uno specifico MOSFET variano ampiamente attraverso il processo del silicio e la temperatura, spesso con variazioni di ±2 volte il valore tipico. Inmolti datasheet, la corrente di picco indicata è la corrente Fig. 2 – Tipica applicazione a mezzo ponte Fig. 3 – Modello RC semplificato della carica/ scarica del gate Fig. 4 – Esempio delle curve V/I di un driver di uscita FET