隔离式半桥栅极驱动器用于许多应用，从需要高功率密度和效率的隔离式DC-DC电源模块，到高隔离电压和长期可靠性至关重要的太阳能逆变器。本文将介绍隔离式半桥栅极驱动器这些设计概念。

隔离式半桥驱动器的功能是驱动高侧和低侧N沟道MOSFET（或IGBT）的栅极，具有低输出阻抗以降低导通损耗，并驱动快速开关时间以降低开关损耗。高边和低边驱动器需要非常紧密地匹配时序特性，以实现准确高效的开关。这减少了半桥的一个开关在第二个开关导通之前关闭的死区时间。实现隔离式半桥栅极驱动功能的典型方法是使用光耦合器进行隔离，然后使用高压栅极驱动器IC，如图1所示。该电路的一个潜在问题是只有一个隔离的输入通道，它依赖于高压驱动器在通道之间的时序上实现所需的匹配，并且还依赖于应用所需的死区时间。另一个问题是，高压栅极驱动器没有电流隔离，而是依靠结隔离将同一IC中的高端驱动电压与低端驱动电压分开。电路中的寄生电感会导致输出电压V。S，以在低侧开关事件期间降至地电位以下。发生这种情况时，高边驱动器可能会闩锁并永久损坏。

图1.高压半桥栅极驱动器。

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光耦合器栅极驱动器

第二种方法如图2所示，通过使用两个光耦合器在输出之间建立电流隔离，避免了高端到低端相互作用的问题。栅极驱动器电路通常与光耦合器封装在同一封装中，最常见的是使用两个独立的光耦合器栅极驱动器IC来完成隔离式半桥，这使得解决方案尺寸更大。应该注意的是，光耦合器是作为分立器件制造的，即使两个封装在一起，因此它们在通道间匹配方面会有局限性。这将增加关闭一个通道和打开另一个通道之间所需的死区时间，从而降低效率。光耦合器的响应速度也受到初级侧发光二极管（LED）电容的限制，将输出驱动到高达1 MHz的速度将受到其传播延迟（最大值为500 ns）和缓慢上升和下降时间（最大值为100 ns）的限制。为了使光耦合器达到最大速度，需要将LED电流增加到10 mA以上，消耗更多的功率，并降低光耦合器的使用寿命和可靠性，特别是在太阳能逆变器和电源应用中常见的高温环境中。

图2.光耦合器半桥栅极驱动器。