完整的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)包括電源、主機(jī)微控制器、柵極驅(qū)動(dòng)器和半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 MOSFET。微控制器設(shè)置 PWM 占空比并負(fù)責(zé)反饋??或開環(huán)控制。在低電壓項(xiàng)目中，柵極驅(qū)動(dòng)器和 MOSFET 通常集成到一個(gè)單元中。然而，對(duì)于大功率單元，兩個(gè)單元是分開的，以方便熱管理和最小化電磁干擾。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的柵極驅(qū)動(dòng)器主要旨在提高外部功率 MOSFET 的性能，以將電流饋送到電動(dòng)機(jī)。柵極驅(qū)動(dòng)器充當(dāng)邏輯電平控制輸入和功率 MOSFET 之間的中間級(jí)。

鑒于典型電路可包含的外部 MOSFET 種類繁多，柵極驅(qū)動(dòng)器必須穩(wěn)健且靈活，并且必須能夠提供正確驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體的智能解決方案。模塊化電機(jī)控制解決方案提供了一種替代方案，市場(chǎng)上有多種集成柵極驅(qū)動(dòng)器，可提供高柵極驅(qū)動(dòng)電壓以確保 MOSFET 具有最小的內(nèi)阻。

德州儀器

Texas Instrument 的 Smart Instrument Drive 提供了一種旨在驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功率 MOSFET 的智能解決方案。此功能允許設(shè)計(jì)人員優(yōu)化 EMI 開關(guān)和性能，但也允許他們減少物料清單計(jì)數(shù)并為 MOSFET 提供額外保護(hù)。德州儀器 (TI) 智能柵極驅(qū)動(dòng)器采用電流布局，可輕松控制 MOSFET 變化的速度?？烧{(diào)柵極驅(qū)動(dòng)器的當(dāng)前參數(shù)稱為 IDRIVE（圖 1）。

圖 1：TI 的開關(guān)驅(qū)動(dòng)器

所述DRV8323x 家族是在三個(gè)獨(dú)立的柵極驅(qū)動(dòng)器，其能夠驅(qū)動(dòng)高側(cè)和低側(cè)MOSFET對(duì)可用。柵極驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)電荷泵，用于為高端晶體管產(chǎn)生升高的柵極電壓（占空比支持高達(dá) 100%）和一個(gè)線性穩(wěn)壓器，用于為低端晶體管供電（圖 2）。

圖 2：DRV8323x 的典型應(yīng)用電路

意法半導(dǎo)體

ST 柵極驅(qū)動(dòng)器系列設(shè)計(jì)用于在高達(dá) 600 V 的高壓的惡劣工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行，保持良好的抗噪性和低開關(guān)損耗。高壓半橋驅(qū)動(dòng)器 L6491、L6494 和 L6498 特別適用于中高容量功率開關(guān)，因?yàn)樗鼈兊碾娏魅萘扛哌_(dá) 4 A。

L6385E 是一款緊湊且簡(jiǎn)單的高壓柵極驅(qū)動(dòng)器，采用 BCD? 技術(shù)制造，能夠驅(qū)動(dòng)功率 MOSFET 或 IGBT 器件。高端部分可以在高達(dá) 600 V 的電壓軌下工作。 L6385E 器件提供兩個(gè)輸入引腳和兩個(gè)輸出引腳，并確保輸出與輸入同相交替。L6385E 在兩個(gè)導(dǎo)向部分都配備了 UVLO 保護(hù)，確保對(duì)電源線上的電壓降提供更出色的保護(hù)（圖 3）。

圖 3：L6385E 的框圖

英飛凌

的EiceDRIVER? 柵極驅(qū)動(dòng)器提供大范圍的典型的輸出電流的選項(xiàng)，從0.1 A 10 A的魯棒柵極驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能，如快速短路保護(hù)（DESAT），使這些驅(qū)動(dòng)器IC適合于硅和寬帶功率供應(yīng)，包括 CoolGaN? 和 CoolSiC?。單通道電流隔離柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 1EDF5673K 適用于具有非隔離柵極（二極管輸入特性）和低閾值電壓的增強(qiáng)型（e 模式）氮化鎵 (GaN) HEMT。2ED020I06-FI 是一種高電壓、高速功率 MOSFET 和 IGBT 驅(qū)動(dòng)器，具有專為最小傳導(dǎo)而設(shè)計(jì)的高脈沖電流緩沖級(jí)。所有邏輯輸入均與 3.3 V 和 5 V TTL 兼容。傳播延遲相結(jié)合以簡(jiǎn)化高頻應(yīng)用中的使用（圖 4）。

圖 4：2ED020I06-FI 的框圖

電源集成

Power Integrations 為高達(dá) 6500 V 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)提供各種柵極驅(qū)動(dòng)器解決方案。SID11x2K Scale iDriver 是采用 eSOP 封裝的單通道 IGBT 和 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器。創(chuàng)新的 FluxLink 技術(shù)提供了增強(qiáng)的電流絕緣。隔離的單極電壓源為柵極控制提供正電壓和負(fù)電壓。其他功能包括具有高級(jí)軟關(guān)斷 (ASSD) 和最小電壓阻斷 (UVLO) 的短路保護(hù) (DESAT)。控制器信號(hào)（PWM 和故障）與 CMOS 5 V 邏輯兼容，也可以通過使用外部電阻分壓器將其調(diào)整為 15 V 電平（圖 5）。

圖5：SID11x2K典型應(yīng)用電路

安森美半導(dǎo)體

安森美半導(dǎo)體的 NCP510x 器件是具有兩個(gè)輸出的高壓柵極驅(qū)動(dòng)器，用于直接驅(qū)動(dòng)以半橋配置（B 版）或任何其他高側(cè)配置加低側(cè)（A 版）排列的 2 個(gè) N 溝道或 IGBT 功率 MOSFET ）。自舉技術(shù)用于確保正確驅(qū)動(dòng)高端電源開關(guān)。先導(dǎo)電路與兩個(gè)獨(dú)立的輸入一起工作。

羅姆半導(dǎo)體

BM63764S-VC 是一款 600 V / 15 A 智能 IGBT (IPM) 電源模塊，用于采用 25 引腳 HSDIP 封裝的高速開關(guān)單元。它由柵極驅(qū)動(dòng)器、自舉二極管、IGBT、續(xù)流二極管組成。使用低損耗 IGBT，它們針對(duì)高速開關(guān)操作進(jìn)行了優(yōu)化，例如洗衣機(jī)或風(fēng)扇電機(jī)。典型應(yīng)用包括高速 AC100 至 240 Vrms 變頻器（直流電壓小于 400 V）、高速電機(jī)變頻器。

預(yù)切換

所述PDEC1215A預(yù)驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)EconoDUAL? 它結(jié)合了集成ZVS電路1200V IGBT 200A半橋柵極驅(qū)動(dòng)器。該模塊是與其他主要硬開關(guān)柵極驅(qū)動(dòng)器兼容的即插即用驅(qū)動(dòng)器。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使工程師可以在產(chǎn)品開發(fā)之前測(cè)量三相工業(yè)系統(tǒng)中預(yù)開關(guān)的系統(tǒng)級(jí)優(yōu)勢(shì)。Pre-Drive 提供更低的開關(guān)損耗和 150A 至 Fsw 1-5Khz 的完整工作電流（圖 6）。

圖 6：預(yù)驅(qū)動(dòng) PDEC1215A