特点
行业标准插针
米勒高原地区的高电流驱动能力为±4 A
即使在低电源电压下也能有效地获得恒定电流
TTL/CMOS兼容输入，与电源电压无关
在1.8 nF负载下，20 ns典型上升时间和15 ns典型下降时间
输入下降时的典型传播延迟时间为25 ns，输入上升时的典型传播延迟时间为35 ns
4.5-V至15-V电源电压
0.3毫安的供电电流
双输出并联，驱动电流更高
提供热增强型MSOPPOWERPAD™软件包
额定温度为-40°C至+125°C
采用双极和CMOS晶体管并联的TrueDrive™输出架构
2个应用程序
开关电源
DC-DC转换器
电机控制器
线路驱动器
D类开关放大器
说明
ucc2732x和ucc3732x系列高速双mosfet驱动器向电容性负载提供大峰值电流。提供三种标准逻辑选项-双反转、双非反转、一个反转和一个非反转驱动程序。热增强的8针PowerPad MSOP封装（DGN）显著降低了热阻，提高了长期可靠性。ucc2732x和ucc3732x也在标准soic-8（d）或pdip-8（p）封装中提供。
这些驱动器采用了一种固有的最小击穿电流设计，在mosfet开关转换过程中，在miller平台区域提供了最需要的4a电流。一个独特的双极和mosfet混合输出级并联也允许在低电源电压下有效的电流源和下沉。
概述
ucc2732x和ucc3732x系列高速双mosfet驱动器可以向电容性负载提供大峰值电流。提供三种标准逻辑选项：双反转、双非反转和一个反转和一个非反转驱动器。这些驱动器采用了一种固有的最小穿透电流的设计，在mosfet开关转换过程中，在miller平台区域，在最需要4a电流的地方提供4a电流。一个独特的双极和mosfet混合输出级并联也允许在低电源电压下有效的电流源和下沉。
功能框图
特征描述
输入阶段
在整个vdd电压范围内，输入阈值具有3.3v的逻辑灵敏度；但它与0v到vdd信号同样兼容。
ucc2732x和ucc3732x系列驱动器的输入端被设计成能够承受500毫安的反向电流，而不会对集成电路造成任何损坏。每个驱动器的输入级必须由具有短上升或下降时间的信号驱动。该条件在典型的电源应用中得到满足，其中输入信号由具有快速转换时间（<200ns）的pwm控制器或逻辑门提供。驱动器的输入级起到数字门的作用，并且不用于当达到输入部分的逻辑阈值时使用缓慢变化的输入电压来产生开关输出的应用。虽然这可能不会对驱动器有害，但驱动器的输出可能会以高频反复切换。
用户不应试图改变驱动器的输入信号，以降低（或延迟）输出信号的速度。如果需要功率器件的有限上升或下降时间，则可以在驱动器的输出和负载器件（通常是功率mosfet栅极）之间添加外部电阻。如中所述，外部电阻器也有助于消除设备包的功耗（请参见热的注意事项）
重要的是，输入信号的两个通道，ina和inb，具有逻辑兼容的阈值和滞后。如果不使用，INA和INB必须绑定到VDD或GND；它不能保持浮动。
输出级
UCCx7323的反向输出和UCCx7325的输出旨在驱动外部P通道mosfet。UCCx7324的非转换输出和UCCx7325的输出旨在驱动外部通道mosfet。
特征描述（续）
每个输出级都能向vdd和gnd提供±4-a的峰值电流脉冲和振荡。驱动器的上拉和下拉电路由双极晶体管和mosfet晶体管并联构成。峰值输出电流额定值是来自双极晶体管和mosfet晶体管的组合电流。当驱动器输出上的电压小于双极晶体管的饱和电压时，输出电阻是mosfet晶体管的rds（on）。由于外部mosfet的体二极管，每个输出级还提供非常低的过冲和过冲阻抗。
这意味着在许多情况下，不需要外部肖特基钳位二极管。uccx732x系列提供4a栅极驱动，在miller高原地区的mosfet开关转换过程中最需要它，从而提高效率。一个独特的双极和mosfet混合输出级并联也允许在低电源电压下有效的电流源。
设备功能模式
当vdd电源在4.5v到15v之间时，输出级取决于hi和li管脚的状态
申请信息
高频电源通常需要高速、大电流驱动程序，如uccx732x系列。在控制ic的pwm输出和主功率mosfet或igbt开关器件的栅极之间需要一个大功率缓冲级。在其他情况下，驱动ic用于通过驱动变压器驱动功率器件栅极。同步整流电源也需要同时驱动多个设备，这些设备给控制电路带来极大的负载。
当主pwm调节器ic由于一个或多个原因不能直接驱动开关器件时，使用驱动ic。pwmic不具备预期开关mosfet所需的强力驱动能力，限制了应用中的开关性能。在其他情况下，可能希望通过将大电流驱动器放置在接近负载的物理位置来最小化高频开关噪声的影响。此外，以最高工作频率为目标的新型集成电路根本不包含板载门驱动器。它们的pwm输出仅用于驱动到驱动器（如uccx732x）的高阻抗输入。最后，控制ic由于功率耗散而受到热应力，外部驱动器通过将热量从控制器转移到外部封装来提供帮助。
典型应用
uccx732x驱动两个独立的mosfet
设计要求
为了从uccx732x系列中选择合适的设备，ti建议首先检查输出的适当逻辑。UCCx7323具有双反转输出；UCCx7324具有双非反转输出；UCCx7325具有反转通道A和非反转通道B。此外，必须首先评估一些设计考虑因素，以便做出最合适的选择。其中包括vdd、驱动电流和功耗。
详细设计程序
米勒高原期间的源/汇能力
大功率mosfet给控制电路带来很大的负载。高效、可靠的操作需要适当的驱动。uccx732x驱动器已经过优化，在开关转换的miller平台区域为功率mosfet提供最大的驱动。当漏极电压在电源拓扑所规定的电压水平之间摆动时，发生该间隔，要求用驱动装置提供或移除的电流对漏极栅极电容进行充电/放电[1]。
两个电路用于测试uccx732x驱动程序的当前性能。在每种情况下，外部电路被添加到钳位输出接近5伏，而IC是下沉或源电流。250 ns的输入脉冲以1 kHz的频率施加在相应试验的适当极性上。在每次测试中，都有一个瞬态，电流达到峰值，然后稳定到稳态值。所记录的电流测量是在施加输入脉冲后200 ns的时间进行的，在初始瞬态之后
第一个电路用于验证驱动器输出钳制在5V左右时的电流吸收能力，这是Miller平台区域的典型门源电压值。发现UCCX7323在VDD=15V时下沉4.5A，在VDD=12V时下沉4.28A。
电流吸收能力试验
电路用于测试电流源的能力，输出钳制在5V左右，使用一组齐纳二极管。UCCx7323的电压源为4.8A（VDD=15V）和3.7A（VDD=12V）。
电流源能力试验
并行输出
通过将ina/inb输入尽可能靠近ic连接在一起，a和b驱动器可以组合成单个驱动器，并且如果不使用外部栅极驱动电阻器，则outa/outb输出连接在一起。在使用外部栅极驱动电阻器的某些情况下，ti建议电阻器可以在outa和outb中分别平均分配，以减少寄生电感在两个通道之间引起的不平衡
UCCx7323/4并联两个通道的重要考虑因素包括：1）INA和INB应在PCB布局中尽可能靠近设备的地方短路，对于OUTA和OUTB，在这种情况下，可以将两个通道之间的PCB布局寄生不匹配降到最低。2）INA/B输入斜率信号应足够快，以避免通道A和通道B之间的车辆识别号H/车辆识别号L、TD1/TD2不匹配。TI建议输入信号斜率大于20 V/US。
视频显示器
尽管静态vdd电流很低，但总电源电流将更高，这取决于outa和outb电流以及编程振荡器频率。总VDD电流是静态VDD电流和平均输出电流之和。在知道工作频率和mosfet栅电荷（qg）的情况下，平均输出电流可以用公式1计算。
iout=qg×f
其中f是频率（1）
为了获得最佳的高速电路性能，建议使用两个VDD旁路电容器来防止噪声问题。强烈建议使用表面安装组件。0.1微米的陶瓷电容器应位于离VDD接地连接最近的位置。此外，应并联一个具有相对较低esr的较大电容器（例如1μf及以上），以帮助将高电流峰值传递给负载。在驱动器应用中，电容器的并联组合应呈现预期电流水平的低阻抗特性。驱动器电流和功率要求
uccx732x系列驱动器能够向mosfet栅极提供4a的电流，持续几十纳秒。需要高峰值电流才能快速打开设备。然后，要关闭设备，需要驱动器将类似数量的电流接地。这在电源设备的工作频率上重复。本讨论使用mosfet是因为它是高频功率转换设备中最常用的开关器件。
驱动功率mosfet和其他电容性输入开关器件所需的电流。参考文献[2]包括关于上一代双极ic栅极驱动器的信息。
当一个驱动芯片在一个离散的电容负载下进行测试时，计算偏置电源所需的功率是一件相当简单的事情。必须从偏压电源转移到电容器充电的能量由方程式2给出。e＝CV2
C是负载电容器
V是为驱动器供电的偏压（2）
当电容器放电时，有等量的能量转移到地上。这将导致方程式3给出的功率损失。P= CV2×F
其中f是开关频率（3）
这种能量在电路的电阻元件中消散。因此，在驱动器和栅极之间没有外部电阻，这种功率在驱动器内部耗散。总功率的一半在电容器充电时消散，另一半在电容器放电时消散。使用上一个栅极驱动波形的条件的实际例子应该有助于澄清这一点。
当vdd=12v，cload=10nf，f=300khz时，功率损耗可按公式4计算。
P=10nF×（12V）2×（300kHz）=0.432W（4）
对于12 V电源，这等于电流（见方程式5）：
I=P/V=0.432 W/12 V=36毫安（5）
从电源测得的实际电流为0.037a，与预测值非常接近。但是，由于集成电路内部消耗而产生的idd电流应该被考虑。无负载时，集成电路的电流消耗为0.0027A。在这种情况下，输出上升和下降的时间比负载时快。由于驱动器输出级的交叉传导，这可能导致几乎不重要但可测量的电流。然而，这些微小的电流差异隐藏在高频开关尖峰中，超出了基本实验室装置的测量能力。在10nF负载下测得的电流与预期值相当接近。
功率mosfet产生的开关负载可以通过检测开关器件所需的栅极电荷而转换成等效电容。这种栅极电荷包括输入电容加上在开关状态之间摆动器件漏极所需的附加电荷的影响。大多数制造商提供的规范提供了在规定条件下开关设备的典型和最大栅极电荷（NC）。使用栅极电荷qg，可以确定电容器充电时必须消耗的功率。这是通过使用等效qg=ceff×v来实现的，以提供关于功率的方程式6：
p=c×v2×f=v×qg×f（6）
方程6允许功率设计者计算在特定偏置电压和特定开关频率下驱动特定mosfet栅极所需的偏置功率。
应用曲线
一个驱动器（8针集成电路的一半）驱动10nF负载时可以实现的电路性能。输入脉冲宽度（未显示）设置为300 ns，以显示输出波形中的两个跃迁。注意开关波形的线性上升和下降边缘，这是由于驱动器的恒定输出电流特性，而不是传统的基于mosfet的栅极驱动器的电阻输出阻抗。
驱动器的源电流和源电流取决于vdd值和输出电容负载。vdd值越大，电流容量越大；同时，容性负载越大，电流汇源容量越大。
跟踪电阻和电感，包括用于测试的电线和电缆，会减慢输出的上升和下降时间；从而降低驱动器的电流能力。
为了获得更高的电流结果，尽可能降低电路板上的电阻和电感，增加电容负载值，以消除电感值的影响。
电源建议
UCCX732X的建议偏压电源电压范围为4.5 V至15 V。该范围的上限由VDD的16 V绝对最大电压额定值驱动。ti建议保持适当的裕度，以允许瞬态电压峰值。
必须在VDD和GND引脚之间放置一个本地旁路电容器。这个电容器必须尽可能靠近设备。建议使用低esr陶瓷表面贴装电容器。TI建议在VDD和GND之间使用两个电容器：一个100 nF的陶瓷表面贴装电容器，用于高频滤波，放置在非常靠近VDD和GND引脚的位置，另一个220 nF至10μF的表面贴装电容器，用于IC偏置要求。
布局指南
在电路板布局过程中，没有适当的考虑，就无法获得高、低边栅极驱动器的最佳性能。强调以下几点：
1）低ESR/ESL电容器必须连接在VDD和GND管脚之间的IC附近，以支持外部MOSFET开启期间从VDD引出的高峰值电流。
2）接地注意事项：
设计接地连接的首要任务是将对mosfet栅极进行充放电的峰值电流限制在最小的物理面积内。这将减少回路电感，并将mosfet栅极端子上的噪声问题降到最低。栅极驱动器必须尽可能靠近mosfet。
星点接地是减小电流环与电流环之间噪声耦合的好方法。驱动器的接地与功率mosfet的电源、pwm控制器的接地等其它电路节点一点接地。连接路径必须尽可能短以减少电感，并尽可能宽以减少电阻。
使用地平面提供隔音罩。在输出端的快速上升和下降时间可能会在转换过程中损坏输入信号。接地平面不得是任何电流回路的传导路径。相反地，地平面必须用一个单一的轨迹连接到星点以建立地电位。除了隔音外，地平面还有助于散热。
3）在噪声环境中，可能需要使用短记录道将UCC2742X设备的未使用信道的输入连接到VDD或GND，以确保启用输出并防止噪声导致输出故障。
4）分离电源线和信号线，如输出和输入信号。
布局示例
热因素
驱动器的使用范围受负载的驱动功率要求和集成电路封装的热特性的影响很大。为了使功率驱动器在特定的温度范围内发挥作用，封装必须能够有效地去除产生的热量，同时将结温保持在额定范围内。uccx732x驱动程序系列有三个不同的软件包，可满足一系列应用需求。
msop powerpad-8（dgn）封装通过提供一种有效的方法来消除半导体结的热量，从而大大减轻了这种担忧。如参考文献[3]所示，powerpad封装提供暴露在封装底部的引线框架模架。该焊盘直接焊接到IC封装正下方PC板上的铜上，将θ降低至4.7°C/W。参考文献[3]中提供的数据表明，与标准封装相比，在PowerPad配置中，功耗可以增加四倍。如参考文献[4]所述，PC板必须设计有散热片和散热孔，以完成散热子系统。这种设计使得散热性能比d或p封装的散热性能有了显著的改善，并且显示出d和p封装的功率性能提高了一倍以上。
