本文导读
电动车逐渐代替燃油车已经成为一种不可逆转的趋势。电动车上最主要的动力来源就是主驱电机,所以作为主驱电机的控制方案就变得尤为重要。
GD3160是一款改进的先进单沟道高压隔离栅极驱动器,具有增强的驱动和保护碳化硅(SiC)MOSFET的功能。SPI可编程驱动,保护和故障报告功能允许用户优化驱动和保护几乎任何SiC MOSFET或Si IGBT功率开关的条件。GD3160符合ISO 26262标准,通过汽车认证,集成了节约BOM和功能安全功能,支持实施符合ASILD标准和功率密度高效的xEV逆变器解决方案。
图1 GD3160应用框图
GD3160的特点如下:
1.集成磁高压隔离与200至1700V IGBT/SiC兼容;
2.用于单芯片解决方案的集成15A栅极驱动器意味着更少的板空间;
3.集成电流和电压监测器,用于保护高压系统。
图2 GD3160模块框图
功能简介
电源分为低压域和高压域,两者之间是隔离的。低压域可以直接使用车载12V供电也可以使用外部5V电源供电。高压域必须使用隔离电源供电,通常使用反激电源。这种供电方式可以高低压隔离满足安规要求。
功能安全引脚
FSSTATE,FSENB,FSISO是功能安全引脚。FSSTATE,FSENB位于低压侧,FSISO位于高压侧且具有最高优先级。
门极驱动输出级和诊断
GD3160关断栅极时采用了两种技术:
(1)软关闭(SSD)功能,这是一种电流限制关闭功能,用于故障处理和特定关闭场景。这可以降低负载电流中的快速变化或高di/dt,并降低了功率器件上的VCE过冲和SOA应力。
(2)两级关断(2LTO)功能,可在确认故障条件时瞬间降低栅极电压并限制最大集电极电流,这可以降低IGBT/SiC上安全工作区压力。
电流监测保护
在确定过电流或短路事件后,GD3160根据配置参数使用两级关断(2LTO)和软关闭(SSD)安全地锁存栅极。
去饱和保护& VCE过压保护
当IGBT导通时,GD3160还可以直接监测IGBT/SiC-Vce/Vds。如果检测到异常高的VCE,SSD电路会迅速(但不是突然)关闭IGBT并锁存并报告故障。
分段驱动操作
分段驱动是指GD3160在关断期间对关断电流进行波形整形和调制栅极阻抗的能力,目的是减轻潜在的高VCE过冲甚至可以减小门极驱动电阻阻值从而降低开关损耗。
错误状态及模拟报告
GD3160通过INTA和INTB中断引脚以及模拟报告AOUT引脚报告状态和实时设备条件(如VGE、VCE、功率设备温度)。
AMUX and ADC
GD3160具有模拟多路复用电路(AMUX),该电路向10位模数转换器(ADC)提供信号。AMUX和ADC允许读取和转换TSENSEA、AMUXIN、VCC、VCCREG和VEE引脚处的电压,以及内部GH温度传感器的输出。转换后的数据可以通过SPI或具有适当SPI命令和寄存器设置的AOUT引脚进行监控。
产品应用
具有适当SPI命令和寄存器设置的AOUT引脚进行监控。
SiC 门极驱动器;
IGBT门极驱动器;
DCDC电源转换器;
汽车牵引逆变器。
审核编辑:汤梓红
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原文标题:先进的IGBT/SiC门极驱动方案----GD3160
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