新型隔离 DC/DC 转换器具有适用于 SiC 驱动应用的可编程输出
2024-4-5
毫无疑问，宽带隙 (WBG) 技术已得到广泛应用。碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 晶体管正迅速成为工业、消费类及其他电源应用领域的首选器件。
不同于硅，SiC 和 GaN 技术尚不成熟，因此由于制造商的每一代产品都有性能改善，相关标准仍在不断变化。例如，市场上有不同制造商生产的第一代、第二代和第三代 SiC 器件，每一代都需要不同的电压组合来开启和关闭器件。
这对栅极驱动器和用于给栅极驱动器供电的隔离 DC/DC 转换器来说都是一个问题。这些 DC/DC 转换器通常使用内置变压器来实现隔离。变压器设计有固定的降压比，以供应适合所用栅极驱动器的偏置电压。
因此，需要两个 DC/DC 转换器：一个转换器为一个 SiC 器件提供 +15 V 和 -8 V 的开启和关闭电压；另一个转换器为另一个 SiC 器件提供 +15 V 和 -3 V 的电压。如果这两种组合都有现成的标准产品，则不成问题，但如果需要全新的 DC/DC 转换器设计，则可能会影响工作计划，并可能需要进行安全认证。由于产量较低，单位成本也有可能会上升。
R24C2T25 可简化 SiC 的选择和评估过程
RECOM 的 R24C2T25 2 W 隔离 DC/DC 转换器可简化 WBG 栅极驱动器偏置电源的设计（来源：RECOM）
借助 RECOM 的一款新型产品，客户能够评估和使用多种类型的 SiC 功率晶体管，无需耗时耗资的设计更改。这款 R24C2T25 隔离 DC/DC 转换器采用对称稳压输出，适用于 IGBT、Si、SiC 和 GaN 共源共栅栅极驱动器。可通过外部电阻网络对输出进行编程。
一路输出电压范围可设置在 +2.5 至 +22.5 VDC，另一路可设置为 -2.5 至 -22.5 VDC，总正负电压范围为 18 至 25 VDC，例如 +15/-3 V，以高效驱动 SiC 栅极。
可编程性不仅支持客户选择不同的 SiC 器件，还能在开发阶段为客户带来额外的灵活性。例如，客户可以根据实验测试来调整所选 SiC 器件的开关电压，并决定要在哪个电压下进行开关。电压保持在 +/-1.5% 范围内，防止过电压和损坏的风险。环境温度高达 82°C 时可提供的最大可用功率为 2 W，环境温度为 75°C 时可提供 2.5 W 输出。即使封装在最高额定温度 125°C 时，转换器仍然可以提供有用的降额功率。
具有 3.5 pF 的超低耦合电容和 +/-150 V/µs 的共模瞬态抗扰度。所以这款产品非常适合为具有快速 dV/dt 和 dI/dt 电源开关边沿速率的高侧栅极驱动器供电。
R24C2T25 提供软启动、输入欠压和过电压锁定、热关断和输出过功率保护。还提供输出过电压和欠压锁定功能，以确保功率器件不会受到无效栅极电压的影响。提供电源良好信号的同时还提供开/关控制，且产品进入待机模式时，电流消耗低于 700 μA。
除了可编程性，同其前代产品相比，R24C2T25 还有其他进步：使用了表面安装技术 (SMT)，采用尺寸为 7.5 x 12.83 mm 的紧凑型 36 引脚 SSO 封装。设计人员非常需要表面安装封装技术，因为与等效的通孔器件相比，该技术具有诸多优势：
- 空间效率高：SMT DC/DC 转换器的尺寸通常较小，便于实现更紧凑的设计。这对于电路板空间有限的应用（如便携式设备或小型电子产品）至关重要。
- 功率密度高：表面安装封装有助于提高 PCB 上的功率密度，能够在给定空间内创建性能更强大的转换器。
- 散热性能改善：直接接触 PCB 会增强导热性，从而提高散热性能。
- 高频性能增强：SMT 技术可缩短引线长度并减少寄生效应，有助于提高转换器的高频性能。这对于需要快速开关速度的应用十分有利。
- 自动化组装：表面安装技术支持自动化组装工艺，从而提高 DC/DC 转换器的生产效率和成本效益。
- 重量更轻：SMT 封装通常比通孔封装更轻，对于重量为关键因素的应用（如航空航天或汽车应用），这一点非常有利。
- 电磁干扰 (EMI) 减少：SMT 元件具有较短的引线和紧凑型布局，有助于最大限度地减少电磁干扰，提高系统的整体电磁兼容性 (EMC)。
- 生产经济高效：自动化组装和较小的尺寸规格可以缩短生产时间并降低材料成本，因此有助于实现经济高效的生产。
- 元件密度更高：SMT 封装支持在 PCB 上采用更高的元件密度，从而能够将附加特性或功能集成到同一空间中。
隔离 DC/DC 转换器应用
R24C2T25 非常适合各种应用。结论
提供精确的栅极驱动器电压至关重要，特别是对于最新一代的 SiC 器件而言。借助 R24C2T25 隔离 DC/DC 转换器的可编程输出特性，客户能够评估不同的器件并设置最佳电压电平，从而实现系统效率和安全性的最佳组合。表面安装封装技术还具有许多优点，包括提高效率、增强 EMI 性能以及缩小设计尺寸。应用
