隔離式柵極驅動器是指柵極驅動器與數字隔離器的一體化單芯解決方案，其主要負責隔絕高低壓電路間的直接電氣聯系，同時充當邏輯側MCU的功率放大器，以產生適當的大電流柵極驅動，讓MOSFET、IGBT和SiC MOSFET等功率晶體管得以高速導通或關閉，進而降低系統功耗并增強其對噪聲的抗干擾能力。

一種典型增強型雙通道隔離式柵極驅動器（CMT8602X）的應用原理圖

如上述應用原理圖所示，在涉及高頻電力變換的電路中應用隔離式柵極驅動器，不僅能有效抵御功率晶體管（Q1、Q2）快速開關時所帶來的高壓瞬變風險，保護低壓側邏輯電路的敏感元件，還能提供對操作人員的安全保障，防止高壓側故障時產生的觸電隱患。

CMT8602X，高性能的隔離式柵極驅動器

現階段，隔離式柵極驅動器已被廣泛應用在電機驅動系統、光伏逆變系統與大功率電源等應用場景中；例如，華普微所自主研發的CMT8602X就是一系列增強型的隔離式雙通道柵極驅動器，其4A的峰值拉電流和6A的峰值灌電流不僅可驅動高達5MHz的功率晶體管，還具有一流的傳播延遲和脈寬失真度。

CMT8602X的輸入側通過一個5700 Vrms增強型隔離層與兩個輸出驅動器隔離，共模瞬態抗擾度（CMTI）的最小值為150 kV/us。 兩個二次側驅動器之間采用內部功能隔離，可支持高達1500VDC的工作電壓。

此外，CMT8602X還具有許多特色功能，使其能夠與控制電路很好地集成并保護柵極，例如：電阻可編程死區（DT）控制，禁用引腳和輸入/輸出電源的欠壓鎖定(UVLO)。當輸入打開或輸入脈沖持續時間太短時，CMT8602X 仍保持輸出低電平。驅動輸入是 CMOS 和TTL 兼容的接口與數字和模擬電源控制器一樣。每個通道由其各自的輸入引腳(INA 和 INB)控制，允許對每個輸出進行完全獨立的控制。

精準時序控制，CMT8602X如何賦能高頻功率轉換系統？

眾所周知，功率晶體管的核心功能是實現電能的可控轉換（如DC-DC、AC-DC），而開關損耗是能量轉換過程中的主要損耗來源之一。因此，減少開關時間，提升開關速度從而降低開關損耗是功率晶體管性能優化的“核心引擎”。

而對于隔離式柵極驅動器CMT8602X而言，讓開關時間最小化的決定性因素就是輸出上升時間（tRISE）、輸出下降時間（tFALL）和傳播延遲（tDM）等關鍵參數。

測試條件：VVCCI = 3.3 V或5.0 V, VCCI與GND之間接0.1 μF旁路電容； VVDDA = VVDDB = 15 V, VDDA與VDDB，GNDA與GNDB之間接0.1 μF旁路電容

其中，輸出上升時間（tRISE）和輸出下降時間（tFALL）定義為輸出電壓從低電平閾值上升到高電平閾值（從高電平閾值下降到低電平閾值）所需的時間；CMT8602X輸出上升時間（tRISE）的典型值為16ns，輸出下降時間（tFALL）的典型值為12ns，可最大化地減少開關損耗。

CMT8602X——延遲匹配與脈寬失真示意圖

測試條件：VVCCI = 3.3 V或5.0 V, VCCI與GND之間接0.1 μF旁路電容；VVDDA = VVDDB = 15 V, VDDA與VDDB，GNDA與GNDB之間接0.1 μF旁路電容

傳播延遲（tPDHL、tPDLH）定義為輸入沿到達輸出所需的時間，并取決于器件的輸出電流和輸出負載；傳播延遲通常伴隨脈沖寬度失真（tPWD），其為上升沿時延和下降沿時延之間的差值；CMT8602X下降沿傳播延遲（tPDHL）的典型值為40ns，上升沿傳播延遲（tPDLH）的典型值為35ns，可極大地提升控制信號與功率器件開關動作的同步性，尤其在高頻PWM控制或多器件并聯場景中，可減少開關時序偏差導致的電流不均現象。

另外，共模瞬態抗擾度（CMTI）是衡量隔離式柵極驅動器在隔離兩側共模電壓快速變化（高dv/dt）環境下，維持輸出信號邏輯正確性和穩定性的能力的關鍵參數；CMT8602X的共模瞬態抗擾度CMTI大于150 kV/us，可有效降低驅動器誤動作引發功率器件損壞、系統效率下降等風險。

審核編輯 黃宇