Qual è lo scopo dei circuiti integrati "MOSFET driver"

Sono disponibili IC dedicati "MOSFET driver" (ICL7667, Max622 / 626, TD340, IXD * 404). Alcuni controllano anche gli IGBT. Qual è lo scopo pratico di questi? Si tratta di massimizzare la velocità di commutazione (capacità del gate guida) o ci sono altri motivi?

Un driver IC MOSFET (come l'ICL7667 che hai citato) traduce i segnali logici TTL o CMOS, in una tensione e corrente più elevate, con l'obiettivo di commutare rapidamente e completamente il gate di un MOSFET.

Un pin di uscita di un microcontrollore è in genere adeguato per pilotare un MOSFET a livello logico di piccolo segnale, come un 2N7000. Tuttavia, si verificano due problemi durante la guida di MOSFET più grandi:

1. Maggiore capacità del gate - I segnali digitali sono pensati per pilotare piccoli carichi (nell'ordine di 10-100 pF). Questo è molto meno dei molti MOSFET, che possono essere in migliaia di pF.
2. Tensione di gate più alta - Un segnale 3.3V o 5V spesso non è sufficiente. Di solito sono necessari 8-12 V per accendere completamente il MOSFET.

Infine, molti driver MOSFET sono progettati esplicitamente allo scopo di controllare un motore con un ponte ad H.

Sì, si tratta di massimizzare la velocità di commutazione scaricando molta corrente nel gate, in modo che il MOSFET di potenza passi il minor tempo possibile nello stato di transizione, quindi sprechi meno energia e non diventi così caldo.

Lo dice tanto nei fogli dati delle parti che hai elencato :)

ICL7667 è un doppio driver monolitico ad alta velocità progettato per convertire i segnali di livello TTL in uscite ad alta corrente ... L'uscita ad alta velocità e corrente gli consente di pilotare grandi carichi capacitivi con velocità di risposta elevate e bassi ritardi di propagazione ... L'ICL7667 è alto le uscite di corrente minimizzano le perdite di potenza nei MOSFET di potenza caricando e scaricando rapidamente la capacità del gate.

Sì. E un altro motivo è quello di guidare il "lato alto" del ponte. Per questo, questi circuiti integrati hanno un condensatore esterno e un oscillatore interno con moltiplicatore di tensione a diodo, quindi l'uscita di pilotaggio del gate fornisce una tensione di pochi volt superiore alla tensione del ponte e / o del bus.

Se si desidera calcolare la corrente di gate durante la commutazione, è possibile utilizzare questa formula:

Ig = Q / t

dove Q è la carica di gate in Coulomb (nC dalla scheda tecnica) et è il tempo di commutazione (in ns se si utilizza nC).

Se è necessario commutare in 20 ns, un FET tipico con una carica di gate totale di 50 nC richiederà 2,5 A. Puoi trovare parti di Nimbler con carica di gate inferiore a 10 nC. Preferisco usare 2 BJT in una configurazione totem per pilotare MOSFET invece dei costosi circuiti integrati per driver.