满足GaN器件严格需求的门极驱动器方案

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满足GaN器件严格需求的门极驱动器方案

无论是家电消费品，或者是我们身边的电子设备，还有日趋电子化的汽车，我们无时无刻不在接触电子产品。在这些设备中，都需要一种叫做“门极驱动器”的电子器件，在电路中起到“开关”和“门”的作用，它在将电能流向最终应用的过程中非常重要。在电子产品领域，电力电子系统以极高能效在交流和直流形式之间以及直流电压之间转换着电力。而好的门极驱动方案可以帮助电子电力系统更高效稳定的完成电力的转换。

电源转换的主要动力是开关：功率MOSFET、IGBT、宽禁带(WBG)半导体器件、SiC MOSFET和氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)。在大多数拓扑中，这些晶体管以kHz至MHz的频率开和关。门极电压控制开关是打开还是关断，这就是门极驱动器的用武之地，门极驱动器用于控制电源开关的门极电压，复杂而又要求很高。

在实际运用中，门极驱动器的选择会影响能效，可靠性，安全性和方案尺寸。获得《21IC中国电子网》 2019年度“Top 10电源产品奖” 的安森美半导体门极驱动器NCP51820，就充分展现了高效能、低功耗在GaN技术中的完美应用。

门极驱动器NCP51820 （图片来源：ON Semiconductor）

GaN对门极驱动器性能要求非常高。GaN是高速器件，因其电容很低，在硬开关应用中很有优势，但是没有雪崩电压额定值，所以门极驱动器选用相当关键。门极电路中的功耗随门极驱动电压和频率的变化而变化，开关是纳秒级的，峰值电流可为安培级，因此驱动电路需要匹配这速度，同时仍然需要提供大量的电流。

安森美半导体门极驱动器方案NCP51820 GaN门极驱动器及NCP1568有源钳位反激控制器电路采用具有调节的+5.2V幅值的门极驱动器，用于高边和低边输出最佳增强型GaN。并且采用了先进的结隔离技术，以定制导通和关断边沿率，达到最佳的EMI/能效。