采用MP188XX隔离式栅极驱动器系列构建电源系统

采用MP188XX 隔离式栅极驱动器系列构建电源系统

概述

电源对5G 通信、数据中心、光伏逆变器、车载电源、充电桩以及LED 控制系统至关重要。 与此同时，所有这些电源系统都需要一个隔离式栅极驱动器来高效、可靠地驱动开关管，以进行电源转换。

隔离式栅极驱动器

小充电器和大栅极传输是隔离式栅极驱动器的特色。它广泛应用于大功率和高电压应用，绝缘安全且控制快速。图 1 显示了隔离式栅极驱动器的常见电源系统应用。

图 1：隔离驱动器的常见电源系统应用

隔离系列产品通常包括光电隔离器件、变压器隔离器件和电容隔离器件。其中光电隔离器相对而言传输延迟较长、失真高且通道匹配率低。

随着工艺的发展和新型功率器件（如Si、IGBT、SiC、GaN等）的不断涌现，对开关频率和驱动电压的要求也各不相同。为每个独特的应用选择最佳驱动器显得愈发重要。

MP188xx系列产品

MP188xx 系列为高电压隔离式驱动器，具体包括MP18831、MP18851和MP18871。这些器件提供两种启用逻辑（启用和禁用）和三种封装选项：窄体或宽体 SOIC-16 封装（分别为 SOIC-16NB 或 SOIC-16WB）或 LGA-13 (5mmx5mm) 封装。表 1 罗列了 MP18831、MP18851 和 MP18871 之间的主要区别。

表 1：MP188x1 系列产品比较

产品型号	描述	功能
MP18831	隔离式双输入半桥栅极驱动器	重叠保护、可调死区时间
MP18851	隔离式独立双通道栅极驱动器	无重叠保护
MP18871	脉宽调制 (PWM) 输入半桥栅极驱动器	重叠保护、可调死区时间

MP18831

MP18831 在单个封装中集成了双输入栅极驱动器，并具有可调死区时间。 当两个输入同时为高时，则输出为低，以此来保护整个器件。此外，MP18831 采用MPS专有电容隔离技术，可提供高达 4A 的拉/灌峰值电流容量，以及高达5kVRMS的耐受电压。

图 2 显示了 MP18831 的典型应用电路。

图2: MP18831典型应用电路

图 3 所示的电源应用示例由有源功率因数校正 (PFC)、半桥 LLC 和同步整流器组成。在该示例中，MP18831 被用作高端/低端隔离式栅极驱动器。.

图3: MP18331的电源应用示例

MP18851

MP18851 提供了一种独立双通道栅极驱动器解决方案，它可以同时为任一通道提供高输出。MP18851 具有宽原边 VDDI电源范围，允许驱动器与 3.3V 或 5V 数字控制器接口。其副边驱动器可接收高达 30V 的电源。

图 4 显示了 MP18851 的典型应用电路。

图4: MP18851典型应用电路

MP18871

MP18871 为隔离式半桥栅极驱动器。它接收PWM信号，具有高达0.5A或4A的拉/灌峰值电流能力。图 5 显示了 MP18871 的典型应用电路。

图5: MP18871典型应用电路

MP188xx系列产品优势

MP188xx系列均采用先进的电容隔离技术和快速可靠的开关键控（OOK）传输技术，从而实现了出色的隔离与驱动性能，同时可靠性高、兼容性广。

与传统的光耦合器栅极驱动器相比，MP188xx 系列具有低延迟、低脉宽失真、高共模瞬态抗扰度、长寿命和宽工作温度范围等优点。

表 2 显示了 MP188xx 系列产品参数。

表2: MP188xx系列产品参数

参数	MP18831,MP18851,MP18871
输入到输出隔离	调 SOIC-16（宽体）封装：最大 5kVRMS 绝缘电压 调 SOIC-16（窄体）封装：最大 3kVRMS 绝缘电压 调 LGA-13 (5mmx5mm) 封装：2.5kVRMS 绝缘电压
输出端两个通道的功能隔离	调 SOIC-16（窄体/宽体）封装：1500VDC 调 LGA-13 (5mmx5mm) 封装：700VDC
共模瞬态抗扰度 (CMTI)	>100kV/µs，抗噪能力强
输入电源 (VDDI) 范围	2.8V 至 5.5V 宽输入范围，兼容TTL和CMOS电平
输出电源 (VDDO) 范围	最大 30V 电源电压
输出欠压锁定 (ULVO)保护选项	3V/5V/8V/10V/12V 3V/5V/8V/10V/12V
驱动电流能力	最大4A拉/灌电流输出
传输延迟	50ns 典型传播延迟
工作温度范围	-40°C至125°C

MP188xx 系列还具备其他优势，包括：

调

可驱动功率开关器件，并具备短传播延迟和低脉宽失真

调

提供重叠保护以防止击穿

调

输入端支持CMOS 和TTL 逻辑输入

调

具有 4A 最大驱动电流

调

提供多种输出欠压锁定 (UVLO) 保护选项

调

共模瞬态抗扰度超过 100kV/μs，可确保每路PWM 的可靠传输

结论

MP188xx是MPS提供的一系列隔离式栅极驱动器，包括MP18831、MP18851和MP18871，本文回顾了该系列产品的特性与优势。隔离式栅极驱动器对电源系统中的开关管驱动至关重要。要了解MPS隔离产品的更多信息，请阅读MPS促进碳中和的隔离式电源解决方案相关文章。

　　审核编辑：汤梓红