驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)（一）—— 驅(qū)動(dòng)器的功能綜述

驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)是功率半導(dǎo)體應(yīng)用的難點(diǎn)，涉及到功率半導(dǎo)體的動(dòng)態(tài)過(guò)程控制及器件的保護(hù)，實(shí)踐性很強(qiáng)。為了方便實(shí)現(xiàn)可靠的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，英飛凌的驅(qū)動(dòng)集成電路自帶了一些重要的功能，本系列文章將詳細(xì)講解如何正確理解和應(yīng)用這些驅(qū)動(dòng)器的功能。

每一個(gè)功率開(kāi)關(guān)都需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，功率開(kāi)關(guān)在系統(tǒng)中會(huì)承受高壓大電流，如何使得功率半導(dǎo)體優(yōu)雅地開(kāi)通和關(guān)斷，驅(qū)動(dòng)電路功不可沒(méi)。另外，驅(qū)動(dòng)電路還需要承擔(dān)功率開(kāi)關(guān)保護(hù)的重任，檢測(cè)短路工況，快速柔和地關(guān)斷。

驅(qū)動(dòng)器的大類(lèi)

功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)是一種值得研究的技術(shù)，驅(qū)動(dòng)對(duì)象不同、應(yīng)用系統(tǒng)要求不同，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求也不同，英飛凌共有441個(gè)不同的型號(hào)（截止2025年1月16日），分別屬于非隔離型、電平位移型和采用無(wú)磁芯變壓器的隔離型。

非隔離驅(qū)動(dòng)器一般獨(dú)立用于低壓側(cè)，譬如Boost PFC電路，單管準(zhǔn)諧振電路，電池供電的電動(dòng)工具等。非隔離驅(qū)動(dòng)器是低壓驅(qū)動(dòng)器，但英飛凌還是采用了先進(jìn)130納米制程的高壓柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)，更堅(jiān)固可靠。

電平位移驅(qū)動(dòng)器可以提供功能絕緣，可以驅(qū)動(dòng)橋式電路的上下橋臂，上橋臂供電可以采用簡(jiǎn)單的自舉的方式，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低，主要用于家用電器、LED照明、電源、智能樓宇等領(lǐng)域的功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)。近年英飛凌推出了1200V版本，除了針對(duì)380V三相交流供電的熱泵、HVAC、CAC等，還進(jìn)入了小功率工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。

電隔離驅(qū)動(dòng)器英飛凌采用的磁耦合隔離技術(shù)，為工業(yè)應(yīng)用中的功率半導(dǎo)體提供電隔離的驅(qū)動(dòng)和保護(hù)，英飛凌最高電流規(guī)格的工業(yè)級(jí)隔離型柵極驅(qū)動(dòng)輸出電流高達(dá)18A，減少了對(duì)外部擴(kuò)展電路的需求，帶精確離散小的DESAT保護(hù)、有源米勒鉗位，不同封裝可實(shí)現(xiàn)不同的絕緣等級(jí)，有UL 1577和IEC 60747-17認(rèn)證。

驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品舉例

由于驅(qū)動(dòng)對(duì)象不同、應(yīng)用系統(tǒng)要求不同，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求也不同，最簡(jiǎn)單的非隔離驅(qū)動(dòng)器只有6個(gè)針腳，但過(guò)流保護(hù)（OCP）、故障報(bào)告和使能功能基本功能一應(yīng)俱全，而一個(gè)汽車(chē)級(jí)的驅(qū)動(dòng)器可能有36個(gè)腳，功能強(qiáng)大。

下圖是一個(gè)最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)器，譬如單通道低邊柵極驅(qū)動(dòng)器1ED44175N01B非常小，采用SOT-23六管腳，外型尺寸2.9*1.6mm，驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)+/-2.6A，還集成了過(guò)流保護(hù)（OCP）、故障報(bào)告FTL和使能EN功能。視頻《集成過(guò)流保護(hù)的25V單通道低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器1ED4417x系列產(chǎn)品》

1ED44175N01B集成過(guò)流保護(hù)（OCP）、故障報(bào)告和使能功能的25V單通道低邊柵極驅(qū)動(dòng)器

下圖是DSO-8 300mil八針腳寬體封裝的隔離型驅(qū)動(dòng)器，1ED3241MC12H和1ED3251MC12H最大電流可以做到18A。還集成了兩級(jí)開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程的電壓變化率控制和米勒鉗位。視頻《兩級(jí)電壓變化率控制（2L-SRC）驅(qū)動(dòng)芯片解決驅(qū)動(dòng)電阻選擇難題》

圖：18A/5.7kV(rms)單通道隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，帶兩級(jí)電壓變化率控制功能

下圖是一個(gè)功能復(fù)雜的汽車(chē)級(jí)單通道驅(qū)動(dòng)器，需要36個(gè)引腳封裝，功能完備，使得系統(tǒng)的汽車(chē)安全完整性等級(jí)達(dá)到ASIL C/D，1EDI2002AS說(shuō)明書(shū)就有146頁(yè)。

圖：1EDI2002AS EiceDRIVER? SIL-用于高壓汽車(chē)應(yīng)用的隔離單通道IGBT驅(qū)動(dòng)器

工業(yè)驅(qū)動(dòng)器的功能

由于應(yīng)用的需要，英飛凌在工業(yè)級(jí)功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)了各種功能，從下表的縮寫(xiě)表中就可以預(yù)覽各種功能，本驅(qū)動(dòng)電路系列文章將就常用功能分類(lèi)進(jìn)行詳細(xì)解讀。

參考資料

英飛凌工業(yè)半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)技術(shù)合集