驅動電路設計(一)—— 驅動器的功能綜述
發布時間:2025-02-13 責任編輯:lina
【導讀】驅qu動dong電dian路lu設she計ji是shi功gong率lv半ban導dao體ti應ying用yong的de難nan點dian,涉she及ji到dao功gong率lv半ban導dao體ti的de動dong態tai過guo程cheng控kong製zhi及ji器qi件jian的de保bao護hu,實shi踐jian性xing很hen強qiang。為wei了le方fang便bian實shi現xian可ke靠kao的de驅qu動dong設she計ji,英ying飛fei淩ling的de驅qu動dong集ji成cheng電dian路lu自zi帶dai了le一yi些xie重zhong要yao的de功gong能neng,本ben係xi列lie文wen章zhang將jiang詳xiang細xi講jiang解jie如ru何he正zheng確que理li解jie和he應ying用yong這zhe些xie驅qu動dong器qi的de功gong能neng。
驅qu動dong電dian路lu設she計ji是shi功gong率lv半ban導dao體ti應ying用yong的de難nan點dian,涉she及ji到dao功gong率lv半ban導dao體ti的de動dong態tai過guo程cheng控kong製zhi及ji器qi件jian的de保bao護hu,實shi踐jian性xing很hen強qiang。為wei了le方fang便bian實shi現xian可ke靠kao的de驅qu動dong設she計ji,英ying飛fei淩ling的de驅qu動dong集ji成cheng電dian路lu自zi帶dai了le一yi些xie重zhong要yao的de功gong能neng,本ben係xi列lie文wen章zhang將jiang詳xiang細xi講jiang解jie如ru何he正zheng確que理li解jie和he應ying用yong這zhe些xie驅qu動dong器qi的de功gong能neng。
每mei一yi個ge功gong率lv開kai關guan都dou需xu要yao一yi個ge驅qu動dong器qi,功gong率lv開kai關guan在zai係xi統tong中zhong會hui承cheng受shou高gao壓ya大da電dian流liu,如ru何he使shi得de功gong率lv半ban導dao體ti優you雅ya地di開kai通tong和he關guan斷duan,驅qu動dong電dian路lu功gong不bu可ke沒mei。另ling外wai,驅qu動dong電dian路lu還hai需xu要yao承cheng擔dan功gong率lv開kai關guan保bao護hu的de重zhong任ren,檢jian測ce短duan路lu工gong況kuang,快kuai速su柔rou和he地di關guan斷duan。
驅動器的大類
功率半導體驅動是一種值得研究的技術,驅動對象不同、應用係統要求不同,對驅動電路的要求也不同,英飛淩共有441個不同的型號(截止2025年1月16日),分別屬於非隔離型、電平位移型和采用無磁芯變壓器的隔離型。《好物下載丨《英飛淩柵極驅動電路設計選型指南》——92頁產品信息和技術資料》
非隔離驅動器一般獨立用於低壓側,譬如Boost PFC電路,單管準諧振電路,電池供電的電動工具等。非隔離驅動器是低壓驅動器,但英飛淩還是采用了先進130納米製程的高壓柵極驅動器技術,更堅固可靠。
電dian平ping位wei移yi驅qu動dong器qi可ke以yi提ti供gong功gong能neng絕jue緣yuan,可ke以yi驅qu動dong橋qiao式shi電dian路lu的de上shang下xia橋qiao臂bi,上shang橋qiao臂bi供gong電dian可ke以yi采cai用yong簡jian單dan的de自zi舉ju的de方fang式shi,係xi統tong簡jian單dan,成cheng本ben低di,主zhu要yao用yong於yu家jia用yong電dian器qi、LED照明、電源、智能樓宇等領域的功率半導體驅動。近年英飛淩推出了1200V版本,除了針對380V三相交流供電的熱泵、HVAC、CAC等,還進入了小功率工業電機驅動領域。
電dian隔ge離li驅qu動dong器qi英ying飛fei淩ling采cai用yong的de磁ci耦ou合he隔ge離li技ji術shu,為wei工gong業ye應ying用yong中zhong的de功gong率lv半ban導dao體ti提ti供gong電dian隔ge離li的de驅qu動dong和he保bao護hu,英ying飛fei淩ling最zui高gao電dian流liu規gui格ge的de工gong業ye級ji隔ge離li型xing柵zha極ji驅qu動dong輸shu出chu電dian流liu高gao達da18A,減少了對外部擴展電路的需求,帶精確離散小的DESAT保護、有源米勒鉗位,不同封裝可實現不同的絕緣等級,有UL 1577和IEC 60747-17認證。

由於驅動對象不同、應用係統要求不同,對驅動電路的要求也不同,最簡單的非隔離驅動器隻有6個針腳,但過流保護(OCP)、故障報告和使能功能基本功能一應俱全,而一個汽車級的驅動器可能有36個腳,功能強大。
下圖是一個最簡單的驅動器,譬如單通道低邊柵極驅動器1ED44175N01B非常小,采用SOT-23六管腳,外型尺寸2.9*1.6mm,驅動電流高達+/-2.6A,還集成了過流保護(OCP)、故障報告FTL和使能EN功能。視頻《集成過流保護的25V單通道低側柵極驅動器1ED4417x係列產品》

下圖是DSO-8 300mil八針腳寬體封裝的隔離型驅動器,1ED3241MC12H和1ED3251MC12H最大電流可以做到18A。還集成了兩級開通和關斷過程的電壓變化率控製和米勒鉗位。視頻《兩級電壓變化率控製(2L-SRC)驅動芯片解決驅動電阻選擇難題》

圖:18A/5.7kV(rms)單通道隔離式柵極驅動器,帶兩級電壓變化率控製功能
下圖是一個功能複雜的汽車級單通道驅動器,需要36個引腳封裝,功能完備,使得係統的汽車安全完整性等級達到ASIL C/D,1EDI2002AS說明書就有146頁。

圖:1EDI2002AS EiceDRIVER™ SIL-用於高壓汽車應用的隔離單通道IGBT驅動器

參考資料
(作者:陳子穎 鄭姿清,來源:英飛淩工業半導體)
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