Высоковольтные полумостовые драйверы остаются ключевым элементом силовой электроники, обеспечивая оптимальное управление верхним и нижним транзисторами в топологиях DC/DC и AC/DC преобразователей. Один из наиболее универсальных решений в этом классе — NSD1624-DSPR от NOVOSENSE Microelectronics. Это популярный типономинал серии NSD1624, ориентированной на применение в высоконапряжённых, высокочастотных и помехонагруженных системах.
Настоящая статья рассматривает архитектуру драйвера, ключевые электрические параметры, особенности реализации и практические аспекты применения.
Архитектура и общий принцип работы
NSD1624-DSPR — это неизолированный высоковольтный полумостовой драйвер, предназначенный для управления парой MOSFET или IGBT транзисторов – верхнего и нижнего плеча. Он использует традиционную архитектуру bootstrap-подзарядки верхнего канала и синхронное управление нижним каналом.
Особенности архитектуры:
- верхний драйвер питается от bootstrap-конденсатора;
- всплывающий потенциал (floating node) на выводе HS/SW может достигать 650 В;
- внутренняя схема оптимизирована для работы в условиях жестких переходных процессов;
- схема dead-time реализуется на уровне управляющего контроллера, при этом драйвер задержек не добавляет.
Такой подход делает устройство универсальным для топологий полумоста, резонансных LLC-конвертеров, активных PFC и низковольтных приводов.
Электрические параметры и ограничения
Опираясь на официальную документацию, рассмотрим ключевые электрические характеристики.
Напряжения
Устойчивость к отрицательным выбросам на SW — одна из ключевых особенностей серии NSD1624: это обеспечивает стабильность при работе с высокими градиентами напряжения при высокочастотном преобразовании dv/dt.
Параметры преобразования:
- dv/dt устойчивость: до 100 кВ/мкс. Это позволяет использовать драйвер как в режимах потребления тока GaN-/SiC-транзисторов, так и при работе с традиционными MOSFET-транзисторами.
- Длительность задержек на переключение HO/LO: малая и симметричная, что снижает разбалансировку верхнего и нижнего ключей.
- Быстрый ток драйвера — уровень достаточен для надежного управления силовыми транзисторами среднего и высокого напряжения.
Защитные функции
В серии NSD1624 не предусмотрены встроенные сложные защиты (OCP, DESAT), но присутствуют:
- защита от пониженного питания (UVLO) на VCC и VB;
- внутренняя схема повышения устойчивости к ложным срабатываниям;
- блокировки в условиях некорректного bootstrap-питания.
Это позволяет использовать драйвер как универсальный элемент в более сложных системах, где общая логика защиты реализуется внешним контроллером (LLC/PFC/инверторным МК).
Конструктивные особенности NSD1624-DSPR
Исполнение DSPR — это вариант драйвера в компактном корпусе SO-8, оптимизированном для высокой плотности монтажа.
Преимущества конкретно NSD1624-DSPR:
- улучшенная тепловая стабильность;
- компактный размер опорной поверхности;
- повышенная устойчивость выводов к переходным процессам;
- возможность прямой замены решений зарубежных производителей.
Для инженеров важно, что NOVOSENSE приводит в документации примеры типовых схем, включая реализацию bootstrap-цепи, демпфирование и рекомендуемые защитные элементы.
Особенности применения в различных топологиях
Полумостовые силовые преобразователи
Классическое применение — управление MOSFET в составе полумоста.
Преимущества:
- высокая dv/dt устойчивость;
- стабильность частоты при плотной компоновке;
- отсутствие паразитных включений верхнего ключа.
LLC-резонансные преобразователи
Благодаря малым задержкам и устойчивости к отрицательному SW, NSD1624-DSPR подходит для:
- высокочастотных резонансных источников 100–300 кГц;
- топологий с большим размахом напряжений на HS-узле.
Активный контроллер коэффициента мощности - PFC (полумостовой)
Драйвер может использоваться в схемах критического (CRM) и непрерывного (CCM) режимов проводимости, обеспечивая стабильное управление верхним ключом, который испытывает высоковольтные переходные процессы.
Низковольтные драйверы двигателей и промышленная автоматика
За счёт высокой устойчивости к помехам NSD1624 подходит для приводов:
- насосов и вентиляторов;
- промышленных актуаторов;
- высокочастотных BLDC-решений.
Демонстрационная плата NSD1624-DSPKR
В руководстве AN-15-0008 проанализировано применение демоплаты с описанием:
- оценки потерь на преобразование;
- анализа поведения bootstrap-цепи;
- замеров dv/dt и поведения драйвера под нагрузкой;
- тестирования различных MOSFET с токами от средних до высоких.
Использование демоплаты упрощает верификацию топологии и выбора RC-цепей.
Рекомендации по проектированию
Bootstrap-цепь
- используйте диод с низким потенциалом обратного восстановления;
- ёмкость 22–100 нФ в зависимости от частоты;
- размещение максимально близко к выводам VB и HS.
Минимизация паразитных индуктивностей
- кратчайшие соединения между драйвером и транзисторами;
- выделенная цепь возврата GND;
- использование параллельных плоскостей земли/питания.
Защита от выбросов
- цепочка RC-snubber на нижнем ключе;
- TVS-диоды при необходимости;
- контроль компоновки для уменьшения паразитных ёмкостей.
NSD1624-DSPR — это современный, высоконадёжный неизолированный драйвер полумоста, предназначенный для силовых систем с напряжениями до 650 В. Он сочетает в себе высокую устойчивость к помехам, низкие задержки на переключение и надежную работу в условиях высоких градиентов напряжения dv/dt, что делает его подходящим решением как для промышленных источников питания, так и для инверторов, приводов и систем электропитания.
Наличие драйвера на складе позволяет инженерам быстрее провести опытные испытания, подтвердить работоспособность топологии и оперативно перейти к серийному производству.
Подробная информация доступна на нашем сайте.
Больше новостей на сайте Теллур Электроникс.