采用Power Thru技术简化电源模块设计

引言

成本、设计时间和意想不到的问题是困扰电源模块设计项目经理的三大挑战。无论是用于电动汽车充电站、清洁能源、变速驱动器、IT设备的电源，还是数百种其它应用，现代电源模块几乎都有一个共同点：就是利用栅极驱动器来控制半导体电源开关，而优化电源可能是一个巨大挑战。本文将回顾当前的设计挑战，并讨论实现最小化设计的创新解决方案。

电源设计中的挑战

栅极驱动器选项广泛，对于传统类型，其设计挑战远不止驱动器的选择。开关需要一个偏置电源来提供栅极功率，这通常需要与受控接地隔离的多个电源。

设计这些电源需要占用宝贵的工程时间。在设计中添加组件会增加电源模块的成本、尺寸和复杂性，这会体现在设计和BOM等层面，更高的复杂性会增大设计验证和应用中出现意外问题的风险。

传统的栅极驱动器也通常需要采用自举电路来产生控制高侧开关所需的浮动电压。然而，如何为该电路选择最佳组合的组件通常具有很大挑战性。

一个更简单的设计过程是使用这样一个栅极驱动器，它不仅能够提供控制开关所需的功率，并具有一个电容器为高侧开关创建浮动电压。

更简化的系统设计

现在已经出现了一种新解决方案，不再需要外部电源，同时可简化设计过程，降低成本和复杂性。Allegro集成有Power Thru技术的集成电路包括一个单一、新颖的磁耦合装置，利用驱动开关栅极所需的功率来传输栅极开/关逻辑信号，因而不再需要外部辅助电源。这种磁耦合装置可提供完全的电隔离，使得Power Thru栅极驱动器非常适合用高侧、侧端和隔离应用。

图1：Allegro Power Thru技术使用磁耦合提供带有逻辑信号的开关电源，不再需要外部辅助电源，能够实现更小的系统尺寸、更少的组件/简化的BOM、更小的设计复杂性和更低的成本。

节省设计时间

Allegro的Power Thru栅极驱动器消除了对辅助电源的需求，因而可以降低BOM成本，减小系统尺寸和构建复杂性，缩短工程设计时间，提高测试和验证早期成功的可能性以及应用可靠性。Allegro Power Thru栅极驱动器具有独特的设计和结构，易于使用，只需确定一个电容器即可进一步缩短设计时间，提高早期设计成功的可能性。

综合考虑电源模块结构的所有层面，与传统解决方案相比，Allegro power Thru栅极驱动器可以节省成本、简化设计、提高系统可靠性和性能。