基于600V系统级封装集成半桥栅极驱动器和高压接口设计

ST公司的RGAN4是先进的系统级封装（SiP），集成了驱动器和半桥配置的增强型MASTE两个功率功率（GaN）功率。的功率GaN具有650V漏源隔壁电压和225 mΩ的RDSON），IDS（MAX）为6.5 A而嵌入的高边驱动器，容易由集成自举驱动器驱动。MASTERGAN4在低压和高压驱动部分有UVLO保护，以防止功率开关在有效工作或危险状态，而互锁功能避免了交叉导通条件。输入它的低扩展范围很容易和微控制器，DSP电池和霍尔传感器接口。设备的温度为-40C到125。带电源和下拉的3C3V到15V的输入。设备还超温。主要在开关电源，和工作温度以及PFC ，DC/DC转换器和DC/AC转换器。本文介绍了MASTERGAN4主要特性，MASTE和应用电路，以及演示板EVALMASTERG4AN主要特性，电路图，材料清单和PCB设计。

MASTERGAN4 是一种先进的功率系统级封装，在半桥配置中集成了玛瑙驱动器和两个增强型 GaN 功率晶体管。集成功率 GaN 具有 650 V 漏源阻断电压和 225 mΩ RDS（ON），而嵌入式栅极驱动器的高端可由集成自举二极管轻松供电。

MASTERGAN4 在上下驱动部分均具有 UVLO 保护功能，可防止电源开关在低效率或危险条件下运行，并且互锁功能可避免交叉传导条件。

输入引脚的扩展范围允许与微控制器、DSP 单元或霍尔效应传感器轻松连接。

MASTERGAN4 的工作温度范围为 -40C 至 125C。

该器件采用紧凑的 9x9 mm QFN 封装。

MASTERGAN4主要特性：

• 600 V 系统级封装集成半桥栅极驱动器和高压

氮化镓功率晶体管：

– QFN 9 x 9 x 1 毫米封装

– RDS（ON） = 225 mΩ

– IDS（MAX） = 6.5 A

• 反向电流能力

• 零反向恢复损耗

• 低端和高端的 UVLO 保护

• 内部自举二极管

• 联锁功能

• 用于关闭功能的专用引脚

• 准确的内部时序匹配

• 具有迟滞和下拉功能的 3.3 V 至 15 V 兼容输入

• 过温保护

• 物料清单减少

• 非常紧凑和简化的布局

• 灵活、简单和快速的设计。

MASTERGAN4应用：

开关电源

充电器和适配器

高压 PFC、DC-DC 和 DC-AC 转换器

图1.MASTERGAN4臂

图 2.MAAN4 染染应用 STERGLLC 转换器

图3.MASTERGAN4金色应用：有源钳位反激

演示板EVALMASTERGAN4

MASTERGAN4 高功率密度半桥高压驱动器演示板，带有两个 650 V 增强型 GaN HEMT。

EVALMASTERGAN4 板是一种易于使用且快速适应的工具，用于评估

MASTERGAN4 的特性，快速创建新的拓扑结构，无需

需要完整的PCB设计。

EVALMASTERGAN4 提供板载可编程输入死区时间

具有单个 VCC 电源（典型值 6 V）的发电机。嵌入式线性稳压器

提供 3.3 V 轨为微控制器或 FPGA 等低压逻辑电路供电。

还包括一些备用占用空间来定制电路板以使用最终

应用。这些定制包括：使用单独的输入信号或单个

PWM 信号，使用外部自举二极管，为 VCC、PVCC 或 Vbo 单独供电

以及将低侧分流电阻器用于峰值电流模式拓扑。

MASTERGAN4 的所有引脚均可访问。

EVALMASTERGAN4 宽 56 x 70 毫米，FR-4 PCB 导致 Rth（JA） 为

35C/W，无强制气流。

演示板EVALMASTERGAN4主要特性：

• 配备 MASTERGAN4 并能承受 600 V 电压的半桥评估板

• 针对 MASTERGAN4 电源电压配置的螺钉连接器或引脚条上的 VCC 输入

• 使用单一或互补驱动信号驱动 MASTERGAN4 的完整功能集

• 嵌入式死区发生器，可将单个 PWM 信号转换为具有独立可调死区时间的双互补 LIN 和 HIN 信号

• 用于外部电路电源的板载 3.3 V 稳压器（高达 50 mA）

• 35C/W 结到环境热阻，用于评估大功率拓扑

• 用于 MASTERGAN4 GL 和 GH 引脚监控的高频连接器

• 低侧分流器、外部自举二极管和高电压、高电容大容量电容器的备用占位面积

• 符合 RoHS

图6.演示板EVALMASTERGAN4电路图：大功率驱动器

图7.演示板EVALMASTERGAN4电路图：死区反应和连接器

演示板EVALMASTERGAN4材料清单：

 

图8. 演示板EVALMASTERGAN4 PCB设计图：玻璃心组件

图9.演示板EVALMASTERGAN4 PCB设计图：主板组件布局
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