用于运动控制的门驱动器IC的需要

文章：M. di Paolo Emilio

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中的栅极驱动器和MOSFET。微控制器设置PWM占空比并处理反馈或开环控制。在低压项目中，栅极驱动器和MOSFET通常集成到单元中。然而，对于高功率单元，两个单元被分开以促进热管理并最小化电磁干扰。

发动机控制系统中的栅极驱动器主要旨在改善外部功率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之间的中间阶段。

鉴于典型电路可包括的外部MOSFET各种外部MOSFET，栅极驱动器必须具有稳健灵活，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替代方案，市场上有广泛的集成栅极驱动器，提供高栅极驱动电压，以确保MOSFET具有最小的内阻。

德州仪器

德克萨斯乐器的智能仪器驱动器提供了一种旨在驾驶和保护电源MOSFET的智能解决方案。此功能允许设计人员优化EMI切换和性能，但它还允许它们减少物料清单计数并为MOSFET提供额外的保护。德州仪器智能栅极驱动器采用电流布局，以便轻松控制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的切换驱动器

这drv8323x.家庭有三个独立的闸门驱动器，能够驾驶高端和低端MOSFET对。栅极驱动器包括电荷泵，用于为高侧晶体管和线性调节器产生高栅极电压（带占空比支撑件高达100％），以提供低侧晶体管（图2）。

图2：DRV8323x的典型应用电路

ST微电子学

ST门驱动器系列旨在在苛刻的工业环境中运行，具有高达600 V的高电压，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特别适用于其电流容量高达4A的中高容量电源开关。

l6385e.是一种紧凑且直接的高压栅极驱动器，采用BCD™技术制造，并能够驱动电源MOSFET或IGBT器件。高侧部分可以使用高达600 V的电压轨操作。L6385E设备提供两个输入引脚和两个输出引脚，并确保输出与输入相位替换。L6385E在两个导向部分上配备UVLO保护，确保电源线上的电压降低的更优异的保护（图3）。

图3：L6385E的框图

英飞凌

这EiceedRiver™栅极驱动器提供广泛的典型输出电流选项，从0.1 A到10 A.稳健的栅极驱动保护功能，如快速短路保护（DESAT），使这些驱动器IC适用于硅和宽带电源，包括硅和宽带电源Coolgan™和Coolsic™。单通道电流隔离的栅极驱动器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模式（E模式）氮化镓（GaN）HEMT。2ED020I06-Fi是一个高压，高速功率MOSFET和IGBT驱动器，具有设计用于最小传导的高脉冲电流缓冲级。所有逻辑输入兼容3.3 V和5 V TTL。组合传播延迟以简化高频应用中的用途（图4）。

图4：2ED020I06-FI的框图

权力集成

电力集成为电机驱动市场提供多种栅极驱动器解决方案，高达6500 V.SID11x2K SCALE IDRIVER.是ESOP包中的单通道IGBT和MOSFET驱动程序。一种创新的Fluxlink Technology提供强化电流绝缘。隔离的单极电压源为栅极控制提供正电压和负电压。附加功能包括带有先进软关闭（ASSD）和最小电压块（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（图5）将其调整为15V电平。

图5：SID11x2K的典型应用电路

在半导体上

在半导体的NCP510x上器件是高压栅​​极驱动器，具有两个输出，用于直接驱动2N通道或IGBT功率MOSFET，布置在半桥配置（版本B）或任何其他高端配置加低端（版本A）。Bootstrap技术用于确保高侧电源开关的正确驱动。试验电路适用于两个独立输入。

Rohm Semiconductor

BM63764S-VC.是600 V / 15 A智能IGBT（IPM）电源模块，用于25针HSDIP封装中的高速开关单元。它由栅极驱动器，引导二极管，IGBT，飞轮二极管组成。使用小型损失IGBT，并针对诸如洗衣机或风扇电机的高速开关操作进行了优化。典型应用包括高速AC100至240 VRMS变频器（DC电压小于400 V），高速电机变频器。

Pre-Switch.

这PDEC1215A预驱动器是Econodual™1200V IGBT 200A包含集成ZVS电路的半桥栅极驱动器。此模块是一个带有其他主要硬交换机门驱动程序的即插即用兼容驱动程序。该系统设计成使工程师能够在产品开发前测量在三相工业系统中进行预切换的系统级优势。预驱动器提供较低的开关损耗和150A至FSW 1-5KHz的完整工作电流（图6）。

图6：预驱动PDEC1215A

模拟设备

ADUM4135是针对绝缘栅双极晶体管（IGBT）优化的单通道高压隔离栅极驱动器。基于ICOUPLER®技术的模拟设备，ADUM4135提供了从输入信号朝向输出门单元的隔离。

这ADUM4135.当栅极电压降至2 V以下时，栅极驱动器提供具有单电源轨的强大IGBT停用。集成的去饱和检测电路免受来自高压短路的IGBT操作（图7）。

图7：ADUM4135的框图

结论

MOSFET / IGBT是一种电压控制装置，其用作电动机驱动电路中的开关元件。栅极是每个装置的电隔离控制端子。专用驱动器用于施加电压并为电源装置的栅极提供驱动电流。

通过发动机控制，智能电网和智能家居技术的增加以及对高压设备的增加需求促进了全球门司机市场的增长。不同可再生能源系统的功率晶体管的增加和汽车的快速电气化应该很快创造有利可图的机会。