Gate Driver Solutions – Plug ‘n Play Rapid Evaluation and Testing

パワーエレクトロニクスは、今日、世界中に普及している隠れた半導体の機能です。これにより、家電や民生機器から、データ処理や無線ネットワーク、さらには電子化が進む自動車に至るまで、幅広いアプリケーションを可能にしま。パワーエレクトロニクス・システムは、電力をAC電圧とおよびDC電圧間、およびDC電圧の間で非常に高い効率で変換し、より多くのエネルギーを最終アプリケーションに引き渡すことができます。電力変換の主要な役割は、スイッチです。具体的には、パワー MOSFET、IGBT、あるいはワイドバンドギャップ（WBG）半導体デバイスである SiC MOSFET や GaN HEMT があります。ほとんどのトポロジでは、これらのトランジスタはKHz ～ MHz の周波数でオンとオフが切り替わります。

そこでゲートドライバの登場です。すべてのスイッチにはゲートがあります。ゲートの電圧は、スイッチのオン／オフを制御します。ゲートドライバは、パワースイッチのゲート上の電圧を制御するために使用されますが、それよりも複雑です。

ゲートドライバのコア機能は、1）コントローラからのロジック（オン／オフ）信号を増幅して、適切な駆動電流を供給し、、トランジスタを必要な速度でオンまたはオフにすることと、2）特にハイサイド・トランジスタの場合、ロジックからゲートへのレベル・シフトを提供することです。追加機能には、シュートスルー保護、低電圧および過電圧ロックアウト、過電流検出、デサチュレーション検出、ガルバニック絶縁などがあります。ゲートドライバの選択は、効率、信頼性、安全性、ソリューションサイズに影響します。

 

 

オン・セミコンダクターの幅広いゲートドライバ製品ポートフォリオは、携帯電話やワイヤレス機器から、ソーラーインバータ、エネルギー貯蔵装置にいたるさまざまなアプリケーションで活用できます。

ゲート駆動機能は、PFC や LED 照明などのアプリケーション向けコントローラにも組み込まれています。ゲートドライバは、特に、シングル、デュアル、ハイ-ロー、ハーフブリッジ、Hブリッジ、さらには三相インバータのトポロジで提供されます。

図1にハーフブリッジ・ゲートドライバのブロック図を示します。

 

図1： 接合分離ハーフブリッジ・ゲートドライバのブロック図

 

当社は、ゲートドライバ・ソリューションの迅速な評価とテストを支援するために、評価ハードウェアのエコシステムを開発しました。このエコシステムは、プラグアンドプレイのベースボードと、オン・セミコンダクターのゲートドライブソリューションを搭載した一連のミニドライバボードで構成されています。

 

 

この評価システムにより、システム設計者はさまざまなゲートドライバの動的性能を特定のパワースイッチと迅速に比較できます。ゲート抵抗、ブートストラップコンポーネント、ゲート負荷を変更して、スイッチングプロファイルを最適化できます。

ミニドライバボードは、1つ以上のオン・セミコンダクターのデバイスを搭載した、自己完結型のゲートドライバ・ソリューションです（図2）。

 

図2： 注目されているドーターカード- （他にも開発中の製品があります）

 

これらのボードは、直接ベースボードに接続するか、既存のアプリケーションボードに容易に置き換えることができるように設計されています。図3は、ミニドライバボードが、TO-247パッケージに封入したスイッチを駆動するために接続される、いくつかの構成を示しています。

 

図3： ミニドライバボードの構成

 

オン・セミコンダクターは、広範囲のさまざまなアプリケーションやマーケットにゲートドライバを提供しており、多くの選択肢を用意することで、確実にシステムのミーズに合わせることができます。当社の製品は、産業用、高性能コンピューティングおよびテレコム環境向けの性能、信頼性、効率を備えています。オン・セミコンダクターは、あらゆる種類のパワースイッチと対応するゲートドライバをフルポートフォリオにより、あらゆるデザインのニーズに対応する、完全なシステムソリューションを提供しています。ゲートドライバとエコシステムボードの詳細を、こちらのリンク先からご覧ください！

 

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