用于运动控制的栅极驱动器IC

完整的发动机控制系统包括电源、主机微控制器、栅极驱动器和半桥拓扑结构的 MOSFET。微控制器设置 PWM 占空比并负责反馈​​或开环控制。在低电压项目中，栅极驱动器和 MOSFET 通常集成到一个单元中。然而，对于大功率单元，两个单元是分开的，以方便热管理和最小化电磁干扰。

发动机控制系统中的栅极驱动器主要旨在提高外部功率 MOSFET 的性能，以将电流馈送到电动机。栅极驱动器充当逻辑电平控制输入和功率 MOSFET 之间的中间级。

鉴于典型电路可包含的外部 MOSFET 种类繁多，栅极驱动器必须稳健且灵活，并且必须能够提供正确驱动功率半导体的智能解决方案。模块化电机控制解决方案提供了一种替代方案，市场上有多种集成栅极驱动器，可提供高栅极驱动电压以确保 MOSFET 具有最小的内阻。

德州仪器

Texas Instrument 的 Smart Instrument Drive 提供了一种旨在驱动和保护功率 MOSFET 的智能解决方案。此功能允许设计人员优化 EMI 开关和性能，但也允许他们减少物料清单计数并为 MOSFET 提供额外保护。德州仪器 (TI) 智能栅极驱动器采用电流布局，可轻松控制 MOSFET 变化的速度。可调栅极驱动器的当前参数称为 IDRIVE（图 1）。

图 1：TI 的开关驱动器

所述DRV8323x 家族是在三个独立的栅极驱动器，其能够驱动高侧和低侧MOSFET对可用。栅极驱动器包括一个电荷泵，用于为高端晶体管产生升高的栅极电压（占空比支持高达 100%）和一个线性稳压器，用于为低端晶体管供电（图 2）。

图 2：DRV8323x 的典型应用电路

意法半导体

ST 栅极驱动器系列设计用于在高达 600 V 的高压的恶劣工业环境中运行，保持良好的抗噪性和低开关损耗。高压半桥驱动器 L6491、L6494 和 L6498 特别适用于中高容量功率开关，因为它们的电流容量高达 4 A。

L6385E 是一款紧凑且简单的高压栅极驱动器，采用 BCD™ 技术制造，能够驱动功率 MOSFET 或 IGBT 器件。高端部分可以在高达 600 V 的电压轨下工作。 L6385E 器件提供两个输入引脚和两个输出引脚，并确保输出与输入同相交替。L6385E 在两个导向部分都配备了 UVLO 保护，确保对电源线上的电压降提供更出色的保护（图 3）。

图 3：L6385E 的框图

英飞凌

的EiceDRIVER™ 栅极驱动器提供大范围的典型的输出电流的选项，从0.1 A 10 A的鲁棒栅极驱动保护功能，如快速短路保护（DESAT），使这些驱动器IC适合于硅和宽带功率供应，包括 CoolGaN™ 和 CoolSiC™。单通道电流隔离栅极驱动器 IC 1EDF5673K 适用于具有非隔离栅极（二极管输入特性）和低阈值电压的增强型（e 模式）氮化镓 (GaN) HEMT。2ED020I06-FI 是一种高电压、高速功率 MOSFET 和 IGBT 驱动器，具有专为最小传导而设计的高脉冲电流缓冲级。所有逻辑输入均与 3.3 V 和 5 V TTL 兼容。传播延迟相结合以简化高频应用中的使用（图 4）。

图 4：2ED020I06-FI 的框图

电源集成

Power Integrations 为高达 6500 V 的电机驱动市场提供各种栅极驱动器解决方案。SID11x2K Scale iDriver 是采用 eSOP 封装的单通道 IGBT 和 MOSFET 驱动器。创新的 FluxLink 技术提供了增强的电流绝缘。隔离的单极电压源为栅极控制提供正电压和负电压。其他功能包括具有高级软关断 (ASSD) 和最小电压阻断 (UVLO) 的短路保护 (DESAT)。控制器信号（PWM 和故障）与 CMOS 5 V 逻辑兼容，也可以通过使用外部电阻分压器将其调整为 15 V 电平（图 5）。

图5：SID11x2K典型应用电路

安森美半导体

安森美半导体的 NCP510x 器件是具有两个输出的高压栅极驱动器，用于直接驱动以半桥配置（B 版）或任何其他高侧配置加低侧（A 版）排列的 2 个 N 沟道或 IGBT 功率 MOSFET ）。自举技术用于确保正确驱动高端电源开关。先导电路与两个独立的输入一起工作。

罗姆半导体

BM63764S-VC 是一款 600 V / 15 A 智能 IGBT (IPM) 电源模块，用于采用 25 引脚 HSDIP 封装的高速开关单元。它由栅极驱动器、自举二极管、IGBT、续流二极管组成。使用低损耗 IGBT，它们针对高速开关操作进行了优化，例如洗衣机或风扇电机。典型应用包括高速 AC100 至 240 Vrms 变频器（直流电压小于 400 V）、高速电机变频器。

预切换

所述PDEC1215A预驱动器是一个EconoDUAL™ 它结合了集成ZVS电路1200V IGBT 200A半桥栅极驱动器。该模块是与其他主要硬开关栅极驱动器兼容的即插即用驱动器。该系统的设计使工程师可以在产品开发之前测量三相工业系统中预开关的系统级优势。Pre-Drive 提供更低的开关损耗和 150A 至 Fsw 1-5Khz 的完整工作电流（图 6）。

图 6：预驱动 PDEC1215A

审核编辑：汤梓红