柵極驅(qū)動(dòng)器也不難，原理和應(yīng)用一文全部搞清楚

在新能源汽車、光伏逆變器、工業(yè)電機(jī)控制等 “高效能源轉(zhuǎn)換” 場(chǎng)景中，如果說功率器件是能量傳輸?shù)暮诵妮d體，那么驅(qū)動(dòng)技術(shù)則是決定功率器件性能發(fā)揮的 “神經(jīng)中樞”。它不僅要實(shí)現(xiàn) “控制信號(hào)到功率信號(hào)” 的精準(zhǔn)放大，還要兼顧可靠性、效率與成本平衡，已成為制約電力電子系統(tǒng)升級(jí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

柵極驅(qū)動(dòng)器是低壓控制器和高壓電路之間的緩沖電路，用于放大控制器的控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)功率器件更有效的導(dǎo)通和關(guān)斷。很多高功率主流應(yīng)用都需要 MCU 來控制開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。由于工藝節(jié)點(diǎn)較小，當(dāng)代 MCU 的 I/O 總線限制為 1.8V 或 3.3V。需要柵極驅(qū)動(dòng)器來提供足夠的電壓，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。

柵極驅(qū)動(dòng)器的作用，是將控制器的低壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為更高電壓的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)功率器件穩(wěn)定導(dǎo)通和關(guān)斷。柵極驅(qū)動(dòng)器能提供瞬態(tài)的拉和灌電流，提高功率器件的開關(guān)速度，降低開關(guān)損耗。并能夠有效隔絕高功率電路的噪聲，防止敏感電路被干擾。此外，通常驅(qū)動(dòng)器集成了保護(hù)功能，可有效防止功率器件損壞。

每個(gè)開關(guān)都需要一個(gè)合適的驅(qū)動(dòng)器。柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 充當(dāng)控制信號(hào)（數(shù)字或模擬控制器）和功率開關(guān)（IGBT、MOSFET、SiC MOSFET 和 GaN HEMT）之間的接口。與分立式柵極驅(qū)動(dòng)器解決方案相比，集成柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 可降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性、縮短開發(fā)時(shí)間、減少物料清單 (BOM) 和電路板空間，同時(shí)提高可靠性。

也正因此，越來越多的集成隔離、保護(hù)、智能診斷甚至動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力的芯片變得流行。

柵極驅(qū)動(dòng)器在MOSFET開/關(guān)操作中的驅(qū)動(dòng)方式和電流路徑。MOSFET模型包括寄生電容，如CGD和CGS，它們必須充電和放電。

驅(qū)動(dòng)技術(shù)核心組成

功率器件驅(qū)動(dòng)的本質(zhì)，是通過驅(qū)動(dòng)電路為功率器件的柵極（或基極）提供符合需求的電壓 / 電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)器件的 “導(dǎo)通” 與 “關(guān)斷” 控制，其核心邏輯可拆解為三大模塊：

信號(hào)隔離模塊

功率回路（高電壓、大電流）與控制回路（低電壓、小電流）需嚴(yán)格隔離，避免相互干擾導(dǎo)致器件損壞或系統(tǒng)誤動(dòng)作。目前主流隔離方案分為三類：

光電隔離：通過光耦實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，成本低、技術(shù)成熟，但存在傳輸延遲（典型 50-200ns）、溫漂大等問題，適用于中低速場(chǎng)景（如工業(yè)變頻器）。

磁隔離：基于磁耦合原理（如隔離式 DC/DC、數(shù)字隔離器），傳輸延遲可低至 10ns 以下，抗干擾能力較差，EMI高，并且高誤碼率。

電容隔離：利用電容耦合傳遞信號(hào)，傳輸延遲極短（可達(dá) ns 級(jí)）、溫漂小，高頻特性優(yōu)異，具有高共模抑制，低輻射，低誤碼率特點(diǎn)，但是功耗略高。

柵極驅(qū)動(dòng)模塊

根據(jù)功率器件類型（IGBT/SiC/GaN）匹配柵極電荷需求：

IGBT 驅(qū)動(dòng)：需提供足夠的柵極充電電流（通常 1-10A），避免導(dǎo)通延遲過長導(dǎo)致開關(guān)損耗增加，同時(shí)需在關(guān)斷時(shí)快速抽取柵極電荷，抑制電壓尖峰；

SiC/GaN 驅(qū)動(dòng)：由于器件柵極閾值電壓低（SiC 約 2-4V，GaN 約 1.5-3V）、輸入電容小，需更精準(zhǔn)的電壓控制（避免過壓擊穿）和更快的開關(guān)速度（適配高頻工況），部分方案還需集成負(fù)壓關(guān)斷功能，防止器件誤導(dǎo)通。

保護(hù)模塊

保護(hù)模塊分為普通保護(hù)和智能保護(hù)兩部分。

普通保護(hù)只有欠壓保護(hù)、死區(qū)時(shí)間保護(hù)、過流過壓過熱等；而智能柵極驅(qū)動(dòng)集成了米勒鉗位、退飽和保護(hù)、軟關(guān)斷電流、電源告警上報(bào)等復(fù)雜的保護(hù)功能。

如圖所示，納芯微總結(jié)了關(guān)于柵極驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵參數(shù)。

米勒鉗位的重要性

米勒鉗位在高壓、高速的開關(guān)瞬態(tài)中扮演著至關(guān)重要的角色。其核心使命，就是通過實(shí)時(shí)抑制因橋臂串?dāng)_引發(fā)的柵極電壓正向抬升（防誤導(dǎo)通） 與負(fù)向過沖（防柵極損傷），從根本上保障系統(tǒng)的可靠性與運(yùn)行效率。那么，實(shí)現(xiàn)這一關(guān)鍵功能的設(shè)計(jì)精髓何在？答案清晰而直接：為干擾電流額外開辟一條獨(dú)立、快速的低阻抗泄放路徑，從而將柵極電壓牢牢鉗位在安全的穩(wěn)定區(qū)間內(nèi)。

驅(qū)動(dòng)器的主要供應(yīng)商

驅(qū)動(dòng)器本質(zhì)上來說，也是一種電源，因此各大電源廠商都有著相關(guān)的產(chǎn)品提供，特別的是，由于驅(qū)動(dòng)器和功率器件二者關(guān)系緊密，因此主流的功率器件廠商都希望結(jié)合自身的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行銷售。

英飛凌

作為全球功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，英飛凌EiceDRIVER系列柵極驅(qū)動(dòng)器極具代表性。全面的柵極驅(qū)動(dòng)集成電路產(chǎn)品組合，提供 0.1A 至 18A 的典型輸出電流選項(xiàng)。另外，柵極驅(qū)動(dòng)器集成了多種保護(hù)功能，包括快速短路保護(hù)（DESAT）、有源米勒鉗位、交叉導(dǎo)通保護(hù)、故障保護(hù)、關(guān)斷保護(hù)及過流保護(hù)，使其適用于硅基及寬禁帶功率器件，包括 CoolGaN（氮化鎵）及 CoolSiC（碳化硅）器件。

英飛凌憑借數(shù)十年的應(yīng)用專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)研發(fā)積累，打造了涵蓋從簡(jiǎn)易高性價(jià)比方案到全功能高端產(chǎn)品的柵極驅(qū)動(dòng)集成電路產(chǎn)品組合，具有四大核心技術(shù)。

無芯變壓器（CT）技術(shù)是一種磁耦合式隔離技術(shù)，集成了片上變壓器。該變壓器負(fù)責(zé)在輸入芯片與輸出芯片之間傳輸開關(guān)信息及信號(hào)。這類柵極驅(qū)動(dòng)器功能基礎(chǔ)、具備強(qiáng)化隔離特性，已通過 UL 及 VDE 認(rèn)證。

電平位移絕緣體上硅（SOI）技術(shù)支持堅(jiān)固耐用的高壓?jiǎn)纹呻娐吩O(shè)計(jì)。SOI 技術(shù)可提供低阻抗集成自舉二極管，能抵御負(fù)瞬態(tài)電壓尖峰，且可消除引發(fā)閂鎖效應(yīng)的寄生晶體管。

電平位移結(jié)隔離（JI）技術(shù)是經(jīng)行業(yè)驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn) MOS/CMOS 工藝。高壓集成電路（HVIC）及抗閂鎖 CMOS 技術(shù)支持單片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了性能與價(jià)格的最優(yōu)平衡。

非隔離（N-ISO）技術(shù)可支持最高 35V 的單片式地參考柵極驅(qū)動(dòng)器。

EiceDRIVER? 柵極驅(qū)動(dòng)器具備多種先進(jìn)特性，包括集成自舉二極管（BSD）、過流保護(hù)、關(guān)斷功能、故障報(bào)告、使能控制、輸入濾波、運(yùn)算放大器（OPAMP）、去飽和檢測(cè)（DESAT）、可編程死區(qū)時(shí)間、交叉導(dǎo)通保護(hù)、有源米勒鉗位、主動(dòng)關(guān)斷、獨(dú)立灌 / 拉輸出、短路鉗位、軟關(guān)斷、兩級(jí)關(guān)斷、壓擺率控制、電隔離（功能隔離、基本隔離及強(qiáng)化隔離）等。

ADI

ADI表示，選擇柵極驅(qū)動(dòng)器IC時(shí)，工程師必須考慮若干關(guān)鍵因素。其中一些因素可能與具體應(yīng)用有關(guān)，比如在太陽能轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，柵極驅(qū)動(dòng)器可能會(huì)遇到各種各樣的輸入電壓和功率需求。

高端電壓： 根據(jù)具體應(yīng)用，高端MOSFET將承受全部電源電壓，為此，柵極驅(qū)動(dòng)器必須具有較高的安全裕度。

共模瞬變抗擾度(CMTI)：快速開關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生高噪聲電平，并且高端和低端MOSFET之間的電壓差可能較高，因此選擇具有高瞬態(tài)抗擾度特性的柵極驅(qū)動(dòng)器至關(guān)重要。

峰值驅(qū)動(dòng)電流：對(duì)于較高功率的設(shè)計(jì)，柵極驅(qū)動(dòng)器需要向MOSFET提供高峰值電流，以便對(duì)柵極電容快速充電和放電。

死區(qū)時(shí)間：為了防止MOSFET因同時(shí)導(dǎo)通而被擊穿，半橋電路的高端和低端開關(guān)之間須設(shè)置短暫的死區(qū)時(shí)間，這非常關(guān)鍵。強(qiáng)烈建議選擇可配置死區(qū)時(shí)間的柵極驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)更佳效率。有些柵極驅(qū)動(dòng)器包含默認(rèn)死區(qū)時(shí)間，以防止擊穿故障。

ADI總結(jié)了驅(qū)動(dòng)器選型的各種指標(biāo)，包括驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)序、隔離、抗擾度幾個(gè)重要指標(biāo)，此外還包括其他指標(biāo)，如電源電壓、容許溫度、引腳排列等，這些是每個(gè)電子器件的共同考慮因素。一些驅(qū)動(dòng)器，如 ADuM4135 和 ADuM4136，也包含保護(hù)功能或先進(jìn)的檢測(cè)或控制機(jī)制。

ADuM4135采用了ADI公司的iCoupler?技術(shù)，提供最高達(dá)100 kV/μs的共模瞬變抗擾度，能夠應(yīng)對(duì)此類應(yīng)用。但是，提高CMTI性能往往會(huì)產(chǎn)生額外的延遲。延遲增加意味著高端和低端開關(guān)之間的死區(qū)時(shí)間增加，這會(huì)降低性能。在隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域尤其如此，因?yàn)樵诖祟愵I(lǐng)域中，信號(hào)在隔離柵上傳輸，一般具有更長時(shí)間的延遲。但是，ADuM4135不僅提供100 kV/μs CMTI，而且其傳播延遲僅為50 ns。

ADuM4135

德州儀器

德州儀器擁有完整的柵極驅(qū)動(dòng)組合。

德州儀器推出了柵極驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)可調(diào)的驅(qū)動(dòng)器。

雖然 SiC MOSFET 更高效，但是就像任何其他晶體管一樣，它們?cè)陂_關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些功率損耗，而這些功率損耗會(huì)影響牽引逆變器的效率。在開關(guān)瞬變期間，電壓和電流邊沿會(huì)重疊并產(chǎn)生功率損耗。高柵極驅(qū)動(dòng)器輸出電流可以對(duì) SiC FET 柵極進(jìn)行快速充放電，從而實(shí)現(xiàn)較低的功率損耗。然而，開關(guān)行為會(huì)在溫度、電流和電壓范圍內(nèi)發(fā)生變化，因此以盡可能快的速度進(jìn)行開關(guān)并非盡如人意。SiC FET 上電壓的快速轉(zhuǎn)換（稱為漏源電壓(VDS) 的瞬態(tài)電壓 (dv/dt)）會(huì)以傳導(dǎo)接地電流形式產(chǎn)生電壓過沖和電磁干擾 (EMI)。鑒于繞組間的電容可能發(fā)生短路，電機(jī)本身會(huì)受到高 dv/dt 的影響。柵極驅(qū)動(dòng)器電路可以控制功率損耗和開關(guān)瞬態(tài)。

通過使用柵極電阻來控制柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出拉電流和灌電流，有助于優(yōu)化 dv/dt 和功率損耗之間的權(quán)衡。可調(diào)輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的柵極驅(qū)動(dòng)器，可以針對(duì)溫度和電流范圍內(nèi)的 SiC MOSFET 壓擺率變化進(jìn)行優(yōu)化。

可調(diào)節(jié)功能對(duì)牽引逆變器性能有利，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)更低的 EMI 和更低的損耗，進(jìn)而提高效率來幫助延長行駛里程。TI 的 UCC5870-Q1 和 UCC5871-Q1 柵極驅(qū)動(dòng)器具有30A 驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，因此可以非常方便地基于更改和優(yōu)化柵極電阻來實(shí)現(xiàn)可調(diào)柵極驅(qū)動(dòng)解決方案。此外，它們具有電隔離牽引逆變器和 100kV/μs CMTI，因此可以在采用快速開關(guān) SiC 技術(shù)的高壓應(yīng)用中輕松地使用。

采用 UCC5870-Q1 且由 UCC14240-Q1 供電的可調(diào)柵極驅(qū)動(dòng)器輸出電路方框圖

安森美

柵極驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)可確保電源應(yīng)用中使用的MOSFET安全運(yùn)行。選擇柵極驅(qū)動(dòng)器時(shí)需要考慮的因素包括：

• 米勒電容(CDG) 與寄生導(dǎo)通(PTO)

SiC MOSFET容易產(chǎn)生寄生導(dǎo)通(PTO)，這是由于米勒電容CDG在開關(guān)過程中將漏極電壓耦合到柵極。當(dāng)漏極電壓上升時(shí)，該耦合電壓可能會(huì)短暫超過柵極閾值電壓，使MOSFET導(dǎo)通。在同步降壓轉(zhuǎn)換器等電路中，MOSFET通常成對(duì)使用，其中有一個(gè)高壓側(cè)和一個(gè)低壓側(cè)MOSFET，而PTO會(huì)導(dǎo)致這些電路中的“直通”（shoot-through）導(dǎo)通。

當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)MOSFET同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，就會(huì)發(fā)生直通導(dǎo)通，導(dǎo)致高壓通過兩個(gè)MOSFET短路到GND。這種直通的嚴(yán)重程度取決于MOSFET的工作條件和柵極電路的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵因素包括總線電壓、開關(guān)速度，(dv/dt)和漏極-源極電阻(RDS(ON))。在最壞的情況下，PTO會(huì)引發(fā)災(zāi)難性的后果，包括短路和MOSFET損壞。

與PCB布局和封裝有關(guān)的寄生電容和電感也會(huì)加劇PTO。

• 柵極驅(qū)動(dòng)器電壓范圍

柵極驅(qū)動(dòng)的正電壓應(yīng)足夠高，以確保MOSFET能夠完全導(dǎo)通，同時(shí)又不超過最大柵極電壓。在使用碳化硅MOSFET時(shí)，必須考慮到它們通常需要比硅MOSFET更高的柵極電壓。同樣，雖然0 V的電壓足以確保硅MOSFET關(guān)斷，但通常建議SiC器件采用負(fù)偏置電壓，以消除寄生導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。在關(guān)斷過程中，允許電壓向下擺動(dòng)到-3 V甚至-5 V，這樣就有了一定的余量或裕度，可以避免在某些情況下觸發(fā)VGS(TH)，從而意外導(dǎo)通器件。 以這種方式負(fù)偏置柵極電壓還能降低MOSFET的EOFF損耗。例如在驅(qū)動(dòng)安森美的第2代"EliteSiC M3S "系列SiC MOSFET時(shí)，將關(guān)斷電壓從0 V降到-3 V，可將EOFF損耗降低25%。

負(fù)柵極偏置（來源：AND90204/D）

RDS(ON)是當(dāng)器件通過施加到柵極上的特定柵極到源極電壓（VGS）導(dǎo)通時(shí)，MOSFET的漏極和源極之間的電阻。隨著VGS的增加，RDS(ON)通常會(huì)減小，一般來說，RDS(ON)越小越好，因?yàn)镸OSFET被用作開關(guān)。總柵極電荷QG(TOT)是使MOSFET完全導(dǎo)通所需的電荷，單位為庫侖，通常與RDS(ON)成反比。QG(TOT)電荷由柵極驅(qū)動(dòng)器提供，因此驅(qū)動(dòng)器必須能夠提供拉灌所需的電流。

• 優(yōu)化功率損耗

要利用碳化硅MOSFET降低開關(guān)損耗，設(shè)計(jì)人員需要注意權(quán)衡考慮多方面因素。SiC MOSFET的總功率損耗是其導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗之和。導(dǎo)通損耗的計(jì)算公式為ID2*RDS(ON)，其中ID為漏極電流，選擇RDS(ON)較低的器件可將導(dǎo)通損耗降至最低。然而，由于上述QG(TOT)與RDS(ON)之間的反比關(guān)系，較低的RDS(ON)值要求柵極驅(qū)動(dòng)器具有較高的拉電流和灌電流。換句話說，當(dāng)設(shè)計(jì)人員選擇RDS(ON)值較低的SiC MOSFET來減少大功率應(yīng)用中的導(dǎo)通損耗時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器的拉電流（導(dǎo)通）和灌（關(guān)斷）電流要求也會(huì)相應(yīng)增加。

SiC MOSFET的開關(guān)損耗更為復(fù)雜，因?yàn)樗鼈兪艿絈G（TOT）、反向恢復(fù)電荷(QRR)、輸入電容(CISS)、柵極電阻(RG)、EON損耗和EOFF損耗等器件參數(shù)的影響。開關(guān)損耗可以通過提高柵極電流的開關(guān)速度來降低，但與此同時(shí)，較快的開關(guān)速度可能會(huì)帶來不必要的電磁干擾（EMI），特別是在半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，在預(yù)期的開關(guān)關(guān)斷時(shí)還可能觸發(fā)PTO。如上所述，還可以通過負(fù)偏置柵極電壓來降低開關(guān)損耗。

安森美NCP(V)51752系列隔離式SiC柵極驅(qū)動(dòng)器專為功率MOSFET和SiC MOSFET器件的快速開關(guān)而設(shè)計(jì)，拉電流和灌電流分別為4.5 A和9 A。NCP(V)51752系列包括創(chuàng)新的嵌入式負(fù)偏壓軌機(jī)制，無需系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)器提供負(fù)偏壓軌，從而節(jié)省了設(shè)計(jì)工作和系統(tǒng)成本。

羅姆

羅姆最新推出的BM6GD11BFJ-LB是一款專為高壓GaN HEMT定制的隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器IC。這款緊湊型驅(qū)動(dòng)器專為高達(dá)2MHz的開關(guān)頻率而設(shè)計(jì)，并支持低至65ns的最小輸入脈沖寬度，可釋放GaN所需的速度和效率，同時(shí)提高高性能應(yīng)用中的安全性、信號(hào)完整性和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性。針對(duì)氮化鎵電源應(yīng)用優(yōu)化的開關(guān)器件與硅或SiC晶體管不同，GaN HEMT需要極快和精確的柵極驅(qū)動(dòng)特性才能充分發(fā)揮其效率潛力。羅姆的BM6GD11BFJ-LB專為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)，以高達(dá)2MHz的速度提供可靠的開關(guān)。其電流隔離柵耐壓高達(dá)2500Vrms，即使在高壓設(shè)計(jì)中也能確保控制域和電源域之間的安全信號(hào)傳輸。

該器件支持4.5V至6.0V之間的柵極電壓，非常適合全面增強(qiáng)大多數(shù)GaN器件。主要增強(qiáng)功能包括最大輸入到輸出延遲僅為60ns，最小輸入脈沖寬度為65ns，比羅姆的上一代產(chǎn)品縮短33%，使其適用于激進(jìn)的占空比開關(guān)，而不會(huì)失去控制保真度。結(jié)合在-40°C至+125°C的寬溫度范圍內(nèi)運(yùn)行的能力，它非常適合惡劣的工業(yè)和商業(yè)環(huán)境。

意法半導(dǎo)體

意法半導(dǎo)體最新推出了STDRIVEG210和STDRIVEG211半橋GaN柵極驅(qū)動(dòng)器是為工業(yè)或電信設(shè)備母線電壓供電系統(tǒng)、72V電池系統(tǒng)和110V交流電源供電設(shè)備專門設(shè)計(jì)，電源軌額定最大電壓220V，片上集成線性穩(wěn)壓器，為上下橋臂提供6V柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，拉電流和灌電流路徑采用分開獨(dú)立設(shè)計(jì)，可以靈活控制GaN的開通和關(guān)斷。

STDRIVEG210主打功率變換應(yīng)用，例如，服務(wù)器電源、電池充電器、電源適配器、太陽能微型逆變器和功率優(yōu)化器、LED燈具、USB-C電源。諧振和硬開關(guān)兩種拓?fù)渚m用，300ns啟動(dòng)時(shí)間大幅縮短喚醒時(shí)間，在間歇工作（突發(fā)模式）期間，效果尤為顯著。

STDRIVEG211配備過流檢測(cè)和智能關(guān)斷功能，適用于除電源應(yīng)用以外的電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、泵、伺服等電機(jī)驅(qū)動(dòng)和D類音頻放大器。 兩款器件都集成自舉二極管，可輕松為上橋臂驅(qū)動(dòng)器供電，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，盡可能降低物料清單成本（BOM）。柵極驅(qū)動(dòng)路徑采用分開獨(dú)立設(shè)計(jì)，拉電流2.4A，灌電流1.0A，確保開關(guān)轉(zhuǎn)換快，方便優(yōu)化dV/dt參數(shù)。保護(hù)功能包括防止交叉導(dǎo)通的互鎖功能。上下橋臂驅(qū)動(dòng)器的傳輸延時(shí)都很短，匹配時(shí)間為10ns，可降低半橋的死區(qū)時(shí)間。欠壓鎖定（UVLO）功能可防止器件進(jìn)入低效率或危險(xiǎn)工況，而面向電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的STDRIVEG211還具有額外的上橋臂UVLO保護(hù)功能。 兩款器件還具有過熱保護(hù)功能和高達(dá)±200V/ns的dV/dt抗擾度，而高達(dá)20V的輸入電壓容差有助于簡(jiǎn)化控制器接口電路。待機(jī)引腳有助于簡(jiǎn)化電源管理設(shè)計(jì)，獨(dú)立的電源接地引腳方便設(shè)計(jì)更好的開爾文源極柵極驅(qū)動(dòng)或電流分流檢測(cè)電路。

納芯微

截至目前，納芯微柵極驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品累計(jì)出貨量超 11億顆，其中新能源汽車領(lǐng)域約 3.9億顆，廣泛應(yīng)用于電驅(qū)、OBC/DCDC 等核心系統(tǒng)，在國內(nèi)電驅(qū)市場(chǎng)份額位居第一。

近期，由工業(yè)和信息化部指導(dǎo)、中國汽車工程學(xué)會(huì)組織編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖3.0》（以下簡(jiǎn)稱“路線圖3.0”）正式發(fā)布。

在驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域，路線圖明確了技術(shù)發(fā)展方向：產(chǎn)品將向高性能、集成化、高可靠性與高安全性演進(jìn)。比如，柵極驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)趨勢(shì)包括提升驅(qū)動(dòng)電流能力，提供智能驅(qū)動(dòng)電流調(diào)節(jié)和共模瞬變抗干擾度。此外，在工藝上還將攻關(guān)垂直MOS工藝、垂直BCD工藝及車規(guī)耐高壓工藝等，預(yù)計(jì)到2040年通過設(shè)計(jì)與工藝優(yōu)化實(shí)現(xiàn)橋驅(qū)與高邊導(dǎo)通內(nèi)阻進(jìn)一步降低，全面支持48V系統(tǒng)。

近年來，SiC碳化硅器件因其高耐壓、高開關(guān)速度、低損耗、高過載能力等優(yōu)勢(shì)開始嶄露頭角。隨著光伏與儲(chǔ)能系統(tǒng)的持續(xù)進(jìn)化與SiC器件的持續(xù)普及，下一代的光伏與儲(chǔ)能逆變器系統(tǒng)將更為廣泛地應(yīng)用SiC器件。針對(duì)SiC特性，納芯微推出了優(yōu)化的隔離柵極驅(qū)動(dòng)解決方案（如NSI660x系列），能夠滿足系統(tǒng)高壓、高效率升級(jí)需求。納芯微同時(shí)還提供電流型輸入的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器（如NSI6801系列），以高速響應(yīng)、高拉灌電流能力以及強(qiáng)抗擾能力應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的電磁環(huán)境與設(shè)計(jì)，確保整機(jī)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

總結(jié)

柵極驅(qū)動(dòng)技術(shù)是高效能源控制的核心，它通過精準(zhǔn)放大控制信號(hào)、優(yōu)化開關(guān)速度與損耗，并集成多重保護(hù)，確保功率器件（如IGBT、SiC/GaN）的可靠運(yùn)行。隨著新能源和工業(yè)應(yīng)用對(duì)性能要求的提升，驅(qū)動(dòng)技術(shù)正朝著高頻化、集成化和寬禁帶適配的方向快速發(fā)展，成為電力電子系統(tǒng)升級(jí)的關(guān)鍵。

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