在3000W级高功率电源中,碳化硅MOSFET凭借较低的开关损耗和较好的高频工作特性,成为提升功率转换效率的重要器件。

不过,要充分发挥碳化硅MOSFET的性能,还需要配合具备快速响应、较强驱动能力和高抗干扰能力的栅极驱动芯片,确保功率器件可靠开关。

芯片案例近期通过专业拆解发现,航嘉磐石3000全模组3000W碳化硅PC电源在全桥LLC功率转换电路中采用了纳芯微NSi6602B-DSWR双通道隔离栅极驱动器,用于驱动东微半导体碳化硅MOSFET,承担高压功率级的栅极驱动任务。

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纳芯微NSi6602B-DSWR双通道隔离栅极驱动器

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航嘉磐石3000是一款面向高性能工作站、多显卡计算平台等应用推出的全模组PC电源,额定输出功率达到3000W,支持220~240V交流输入,12V主路最大输出电流达到250A。电源还配备四个PCIe 5.1接口,能够满足多显卡系统的大功率供电需求。

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在电路架构方面,这款电源采用交错式PFC+全桥LLC+同步整流+DC-DC方案。

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其中,全桥LLC电路负责主要的高频功率转换,并使用东微半导体OSQ65R055HT3N碳化硅MOSFET作为主功率开关器件。

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通过拆解发现,电源在LLC控制部分采用安森美FAN7688控制器,搭配纳芯微NSi6602B-DSWR双通道隔离栅极驱动器,将控制信号传递至碳化硅MOSFET栅极,实现对全桥功率级的开关控制。

纳芯微NSi6602B-DSWR是一款高可靠性双通道隔离栅极驱动器,采用SOW16宽体封装,内部集成两个隔离驱动通道,能够为外部功率开关器件提供栅极驱动信号。

芯片输入侧支持2.7~5.5V供电,驱动侧供电电压最高支持25V,单通道具备4A峰值拉电流和6A峰值灌电流能力,能够快速完成MOSFET栅极电容的充电和放电,缩短功率器件的开通及关断过程。

较强的瞬态驱动能力有助于缩短碳化硅MOSFET的开关过渡时间,降低开关损耗。芯片典型传播延迟为25ns,双通道最大延迟匹配为5ns,最大脉宽失真为6ns,有助于提高全桥LLC功率级的驱动时序一致性。

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芯片还支持可编程死区时间功能,可配合控制电路的开关时序要求,降低桥臂上下管直通风险,并为LLC功率级实现软开关创造条件。

隔离及抗干扰方面,NSi6602B-DSWR具备5700Vrms隔离耐压能力(UL1577一分钟测试条件),共模瞬态抗扰度典型值达到±150kV/μs,能够减轻碳化硅MOSFET高速开关产生的共模干扰,降低误触发风险。

此外,芯片还集成输入侧和驱动侧欠压锁定保护,可在驱动供电不足时限制输出驱动,避免MOSFET异常工作。

在这款3000W电源中,NSi6602B-DSWR配合东微碳化硅MOSFET完成全桥LLC功率级的隔离驱动,兼顾开关速度与运行可靠性。

总结

航嘉这款3000W碳化硅PC电源在全桥LLC功率级中采用纳芯微NSi6602B-DSWR双通道隔离栅极驱动器,配合东微半导体碳化硅MOSFET完成高频功率转换。

芯片具备4A拉电流、6A灌电流以及低传播延迟等特点,有助于改善碳化硅MOSFET的开关过程,降低开关损耗,并配合LLC谐振电路实现高效率功率转换。

对于3000W级高功率电源,驱动芯片不仅需要满足功率器件的开关速度要求,还需要应对高速开关产生的共模干扰和较为复杂的工作环境。

NSi6602B-DSWR通过双通道隔离驱动、高共模瞬态抗扰度以及欠压锁定等功能,为全桥LLC功率级提供可靠的栅极驱动支持,同时配合功率器件散热设计,满足电源持续大功率运行的需求。