ZHCABO2 April 2022 TPSI3050 , TPSI3050-Q1 , TPSI3052 , TPSI3052-Q1
在汽車(chē)行業(yè)，電動(dòng)汽車(chē) (EV) 和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) (HEV) 使用高達(dá) 400V 或 800V 的電池。在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和電力輸送的工業(yè)應(yīng)用中，通常使用 120Vac 或 240Vac 控制。這些是需要高壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的高壓 (HV) 系統(tǒng)。該領(lǐng)域常見(jiàn)的解決方案是 Si MOSFET、IGBT 和 SiC MOSFET 圖 2-1。TPSI3050-Q1 為汽車(chē)應(yīng)用提供 5kV 增強(qiáng)型隔離和 AEC-Q100 認(rèn)證，而 TPSI3050 為工業(yè)應(yīng)用提供 3kV 基本隔離。
圖 2-2 顯示了三種不同功率晶體管的 ID 與 VDS（或 VCE）曲線。可以從這些曲線中提取 MOSFET 的 RDS(ON)；RDS(ON) 越低，晶體管的功率耗散越低。估計(jì)最低 RDS(ON) 時(shí)，可以使用 ID、VDS 和 VGS 之間的關(guān)系。對(duì)于相同 ID 電流（不同 VGS 曲線），VDS 壓降越高，得到的 RDS(ON) 越高。對(duì)于 IGBT，曲線代表集電極-發(fā)射極電壓降 (VCE)。VCE 越高，IGBT 的功率耗散就越高。因此，對(duì)于給定的集電極電流運(yùn)行，以較高的 VGE 運(yùn)行 IGBT 來(lái)實(shí)現(xiàn)較低的 VCE，從而降低功率耗散，這一點(diǎn)很有用。
對(duì)于 Si MOSFET（圖 2-2 左圖），當(dāng) VGS 大于 7V 且 MOSFET 處于歐姆區(qū)域時(shí)，RDS(ON) 處于可能的最低值。歐姆區(qū)域顯示了 VGS 大于 7V 的重疊曲線，代表相對(duì)恒定的 RDS(ON)。TPSI3050 產(chǎn)生適用于許多 Si MOSFET 的 10V 柵極驅(qū)動(dòng)。對(duì)于 IGBT 和 SiC MOSFET，理想工作條件可能需要更高的 VGS 電壓才能獲得全面增強(qiáng)。
IGBT 和 SiC MOSFET 對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的依賴性更高，如圖 2-2 中具有不同斜率的線性區(qū) (IGBT) 或歐姆區(qū) (MOSFET) 所示。如果用于 IGBT 或 SiC MOSFET 功率開(kāi)關(guān)的 VGE (IGBTs)/VGS (SiC MOSFET) 不足，則可能會(huì)出現(xiàn)高傳導(dǎo)損耗。高傳導(dǎo)損耗可能導(dǎo)致電源開(kāi)關(guān)的潛在損壞。必須注意確保了解熱特性，并確保不違反器件的安全工作區(qū)。對(duì)于該 IGBT（圖 2-2 的中心圖），需要高于 15V 的 VGE，以獲得更低的 VCE，從而降低功率耗散。對(duì)于 SiC MOSFET（圖 2-2 的右圖），RDS(ON) 在很大程度上取決于 VGS，20V 將提供最低的 RDS(ON)。
這些示例說(shuō)明了級(jí)聯(lián)兩個(gè) TPSI3050 器件將提供理想柵極驅(qū)動(dòng)，以減少傳導(dǎo)損耗。TPSI3050 會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 10V 的浮動(dòng)次級(jí)電源，當(dāng)兩個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)，它們可以組合，以獲得更高的電壓電平。兩個(gè) TPSI3050 器件可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20V 的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。此外，它還可以配置為提供其他選項(xiàng)，例如 -5V 至 15V。圖 3-1 顯示了如何配置兩個(gè) TPSI3050 器件，以獲得 -5V 至 15V 和 0V 至 20V 的電壓。