驅(qū)動電路設(shè)計（一）—— 驅(qū)動器的功能綜述

驅(qū)動電路設(shè)計是功率半導體應(yīng)用的難點，涉及到功率半導體的動態(tài)過程控制及器件的保護，實踐性很強。為了方便實現(xiàn)可靠的驅(qū)動設(shè)計，英飛凌的驅(qū)動集成電路自帶了一些重要的功能，本系列文章將詳細講解如何正確理解和應(yīng)用這些驅(qū)動器的功能。

每一個功率開關(guān)都需要一個驅(qū)動器，功率開關(guān)在系統(tǒng)中會承受高壓大電流，如何使得功率半導體優(yōu)雅地開通和關(guān)斷，驅(qū)動電路功不可沒。另外，驅(qū)動電路還需要承擔功率開關(guān)保護的重任，檢測短路工況，快速柔和地關(guān)斷。

驅(qū)動器的大類

功率半導體驅(qū)動是一種值得研究的技術(shù)，驅(qū)動對象不同、應(yīng)用系統(tǒng)要求不同，對驅(qū)動電路的要求也不同，英飛凌共有441個不同的型號（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磁芯變壓器的隔離型。

非隔離驅(qū)動器一般獨立用于低壓側(cè)，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(qū)動器是低壓驅(qū)動器，但英飛凌還是采用了先進130納米制程的高壓柵極驅(qū)動器技術(shù)，更堅固可靠。

電平位移驅(qū)動器可以提供功能絕緣，可以驅(qū)動橋式電路的上下橋臂，上橋臂供電可以采用簡單的自舉的方式，系統(tǒng)簡單，成本低，主要用于家用電器、LED照明、電源、智能樓宇等領(lǐng)域的功率半導體驅(qū)動。近年英飛凌推出了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(yè)電機驅(qū)動領(lǐng)域。

電隔離驅(qū)動器英飛凌采用的磁耦合隔離技術(shù)，為工業(yè)應(yīng)用中的功率半導體提供電隔離的驅(qū)動和保護，英飛凌最高電流規(guī)格的工業(yè)級隔離型柵極驅(qū)動輸出電流高達18A，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(xiàn)不同的絕緣等級，有UL 1577和IEC 60747-17認證。

驅(qū)動器產(chǎn)品舉例

由于驅(qū)動對象不同、應(yīng)用系統(tǒng)要求不同，對驅(qū)動電路的要求也不同，最簡單的非隔離驅(qū)動器只有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(yīng)俱全，而一個汽車級的驅(qū)動器可能有36個腳，功能強大。

下圖是一個最簡單的驅(qū)動器，譬如單通道低邊柵極驅(qū)動器1ED44175N01B非常小，采用SOT-23六管腳，外型尺寸2.9*1.6mm，驅(qū)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。

1ED44175N01B集成過流保護（OCP）、故障報告和使能功能的25V單通道低邊柵極驅(qū)動器

下圖是DSO-8 300mil八針腳寬體封裝的隔離型驅(qū)動器，1ED3241MC12H和1ED3251MC12H最大電流可以做到18A。還集成了兩級開通和關(guān)斷過程的電壓變化率控制和米勒鉗位。

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

下圖是一個功能復雜的汽車級單通道驅(qū)動器，需要36個引腳封裝，功能完備，使得系統(tǒng)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-用于高壓汽車應(yīng)用的隔離單通道IGBT驅(qū)動器

工業(yè)驅(qū)動器的功能

由于應(yīng)用的需要，英飛凌在工業(yè)級功率半導體驅(qū)動器中實現(xiàn)了各種功能，從下表的縮寫表中就可以預覽各種功能，本驅(qū)動電路系列文章將就常用功能分類進行詳細解讀。