EO_498

ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 35 ANALOG GATE DRIVER Fig. 9 – Test di spegnimento. 100 nF con 0,5 Ω REXT. a) Tensione / tempo. (b) Corrente/ tempo La seconda condizione di prova è stata quella di regolare tutti e tre i driver in modo che i tempi di salita e di discesa fossero simili, facendo funzionare i dispositivi ad una frequenza di commutazione costante per valutare le prestazioni termiche. Come dimostra la figura 8, l’ADuM4221 ha il tempo di salita più veloce, consentendo una resistenza di gate esterna più alta per ottenere gli stessi tempi di salita degli altri driver. Si è scoperto che una resistenza di gate esterna di 1,87 Ω ha permesso all’ADuM4221 di avere un tempo di salita durante la fase di accensione simile a quello del Competitor 1 con 0,91 Ω e del Competitor 2 con 0,97 Ω. Durante la fase di spegnimento la resistenza di gate dell’ADuM4221 è stata regolata a 0,97 Ω. Le forme d’onda di ingresso e di uscita sono mostrate in figura 10. Con i tempi di salita e di discesa regolati per essere equivalenti, gli integrali delle forme d’onda di corrente sono comparabili, e le perdite di commutazione rilevate in un dispositivo di potenza saranno comparabili nell’applicazione reale. Utilizzando una resistenza di gate esterna più grande, è possibile spostare una maggiore quantità di dissipazione termica al di fuori del gate driver isolato. Le figure 11, 12 e 13, mostrano immagini termiche dei tre driver che operano alla stessa temperatura ambiente con frequenza di commutazione di 100 kHz, tensione lato secondario 15 V e capacità di carico di 100 nF. Il reticolo della termocamera comprende la regione di uscita dei gate driver isolati. Il punto luminoso a destra di ciascuno di questi è la resistenza di gate esterna. La figura 11 mostra che la resistenza esterna è più calda che nelle altre due immagini termiche e questo funzionamento era previsto ed auspicabile. Tutte e tre le prove sono state effettuate alla stessa frequenza di commutazione e alla stessa capacità di carico, quindi la potenza totale Fig. 10 – Salita/discesa regolata di tutti e tre i driver. Canale 1 = ingresso, Canale 2 = ADuM4221, Canale 3 = Competitor 1 e Canale 4 = Competitor 2 dissipata è la stessa. Maggiore è la potenza dissipata nelle resistenze esterne, minore è la potenza dissipata all’interno del circuito integrato del gate driver. Il Competitor 1 opera con una temperatura superficiale dell’IC superiore di 35,3 °C rispetto all’ADuM4221, che mostra la limitazione termica del Competitor dovuta alla maggiore RDS(ON). Allo stesso modo, la dissipazione di potenza all’interno del Competitor 2 porta ad un aumento di 18,9 °C della temperatura di superficie rispetto all’ADuM4221, con conseguente maggiore riscaldamento del gate driver a parità di condizioni operative. Questo dimostra che le capacità termiche dovute alle minori resistenze interne sono importanti da considerare quando si sceglie un gate driver. Questo aumento di temperatura