驅動芯片選型注意事項
2025-4-22 16:00:45 點擊：
電驅系統的驅動芯片是連接控制系統與電機之間的關鍵部件，其主要作用是將控制信號轉換為驅動電機所需的功率信號，并確保電機高效、安全地運行。所以其選型至關重要。
1. 輸出電流。確保芯片能夠提供足夠的電流和功率，以滿足負載需求輸出能力，一般推薦10A以上的驅動IC會內置推挽輸出。
2.原副邊傳輸延時。最大傳輸延時，越小越好，影響死區時間。
3.電壓范圍。原副邊供電電壓范圍，一般原邊是5V供電，副邊供電范圍可調，推薦最大供電在20V以上，兼容Si和SiC驅動。
4.支持最大開關頻率，越高越好，推薦40kHz以上，滿足升壓充電等特殊需求。
二、保護功能。 選擇具備過流、過壓、過溫保護功能的芯片，提升電驅系統可靠性。
1.故障上傳。可通過SPI，也可通過占空比方式上傳給MCU。當前主流驅動芯片大部分都是SPI故障上傳，SPI上傳快速但是抗干擾性較差，且占用MCU資源，有誤報的風險。占空比上傳通常基于PWM信號，其數據傳輸速度相對較慢，抗干擾能力相對較強。
2. 支持ASC。盡可能選原副邊ASC均支持的芯片，原邊ASC低壓側可省隔離器。
3.原副邊電源過欠壓監控，且有故障響應機制。推薦副邊供電過欠壓可配，可兼容Si和SiC驅動。
4.死區互鎖。支持上下橋臂硬件互鎖防直通保護，死區時間可配。
5.過流保護。具備過流保護功能，一般推薦使用Desat保護，盡可能選取Desat保護閾值可軟件配置。
6. 過溫保護。支持故障告警和封波可選。
7. 有源鉗位。觸發后軟關斷或者2電平關斷。
8．米勒鉗位。當開關器件關斷時，漏極電壓快速上升，通過Cgd耦合到柵極，產生過壓。 米勒鉗位電路通過輔助開關快速導通，將柵極電壓鉗位在安全范圍內，防止過壓損壞。
9 兩電平和軟關斷。本質上都是通過控制門極驅動波形關斷時候的斜率，降低dv/dt或di/dt）減少開關過程中產生的尖峰電壓和電流，從而保護器件免受過應力的影響。盡可能選擇可配置時間和閾值的芯片。
10. PWM監控。PWM輸入到PWM輸出到功率模塊門極路徑進行監控，盡可能選取支持OSM（三態）+門極監控。
三、基本功能。
1.封裝形式和尺寸。選擇合適的封裝，越小越好，需綜合考慮散熱和安裝方式。
2.高壓絕緣。高低壓電氣間隙和爬電距離最好大于5mm。
3.最高工作結溫。不小于150℃。
4.功能安全。支持系統到ASIL D。
5.原副邊隔離耐壓。越高越好，盡可能支持800V系統。
6.原副邊CMTI。越高越好，由其SiC開管速度較快。
7.原副邊隔離。一般是磁隔離和容隔離，ST和TI容隔產品居多，其他廠家磁隔離較多。磁隔離的抗干擾性更強，但是成本相對更高。
四、高級功能。
驅動 IC的高度集成化設計有助于提高電驅系統的魯棒性和可靠性。
1.支持ADC采樣。一般可用于母線電壓備份冗余采樣和功率模塊的溫度采樣，可節省隔離器及其外圍電路，達到降本和降體積目的。
2.集成反激電源芯片。類似四代特斯拉采用的STGAP4驅動IC，根據合適的電源拓補+小磁芯的平面變壓器實現體積和成本的收益。
3.智能驅動電阻調節。可以根據電壓、電流和模塊結溫實時調節驅動參數，使得電控達到最優的輸出效率。
4.主動放電功能。可通過Vgth監控和Desat-Vce狀態監控，調節開關頻率、占空比達到快速泄放掉母線電容電荷的目的。省去主動放電電阻和外圍電路實現體積和成本的收益。
驅動芯片選型的關鍵因素可以系統地歸納為以下幾點：
1. 輸出電流。確保芯片能夠提供足夠的電流和功率，以滿足負載需求輸出能力，一般推薦10A以上的驅動IC會內置推挽輸出。
2.原副邊傳輸延時。最大傳輸延時，越小越好，影響死區時間。
3.電壓范圍。原副邊供電電壓范圍，一般原邊是5V供電，副邊供電范圍可調，推薦最大供電在20V以上，兼容Si和SiC驅動。
4.支持最大開關頻率，越高越好，推薦40kHz以上，滿足升壓充電等特殊需求。
二、保護功能。 選擇具備過流、過壓、過溫保護功能的芯片，提升電驅系統可靠性。
1.故障上傳。可通過SPI，也可通過占空比方式上傳給MCU。當前主流驅動芯片大部分都是SPI故障上傳，SPI上傳快速但是抗干擾性較差，且占用MCU資源，有誤報的風險。占空比上傳通常基于PWM信號，其數據傳輸速度相對較慢，抗干擾能力相對較強。
2. 支持ASC。盡可能選原副邊ASC均支持的芯片，原邊ASC低壓側可省隔離器。
3.原副邊電源過欠壓監控，且有故障響應機制。推薦副邊供電過欠壓可配，可兼容Si和SiC驅動。
4.死區互鎖。支持上下橋臂硬件互鎖防直通保護，死區時間可配。
5.過流保護。具備過流保護功能，一般推薦使用Desat保護，盡可能選取Desat保護閾值可軟件配置。
6. 過溫保護。支持故障告警和封波可選。
7. 有源鉗位。觸發后軟關斷或者2電平關斷。
8．米勒鉗位。當開關器件關斷時，漏極電壓快速上升，通過Cgd耦合到柵極，產生過壓。 米勒鉗位電路通過輔助開關快速導通，將柵極電壓鉗位在安全范圍內，防止過壓損壞。
9 兩電平和軟關斷。本質上都是通過控制門極驅動波形關斷時候的斜率，降低dv/dt或di/dt）減少開關過程中產生的尖峰電壓和電流，從而保護器件免受過應力的影響。盡可能選擇可配置時間和閾值的芯片。
10. PWM監控。PWM輸入到PWM輸出到功率模塊門極路徑進行監控，盡可能選取支持OSM（三態）+門極監控。
三、基本功能。
1.封裝形式和尺寸。選擇合適的封裝，越小越好，需綜合考慮散熱和安裝方式。
2.高壓絕緣。高低壓電氣間隙和爬電距離最好大于5mm。
3.最高工作結溫。不小于150℃。
4.功能安全。支持系統到ASIL D。
5.原副邊隔離耐壓。越高越好，盡可能支持800V系統。
6.原副邊CMTI。越高越好，由其SiC開管速度較快。
7.原副邊隔離。一般是磁隔離和容隔離，ST和TI容隔產品居多，其他廠家磁隔離較多。磁隔離的抗干擾性更強，但是成本相對更高。
四、高級功能。
驅動 IC的高度集成化設計有助于提高電驅系統的魯棒性和可靠性。
1.支持ADC采樣。一般可用于母線電壓備份冗余采樣和功率模塊的溫度采樣，可節省隔離器及其外圍電路，達到降本和降體積目的。
2.集成反激電源芯片。類似四代特斯拉采用的STGAP4驅動IC，根據合適的電源拓補+小磁芯的平面變壓器實現體積和成本的收益。
3.智能驅動電阻調節。可以根據電壓、電流和模塊結溫實時調節驅動參數，使得電控達到最優的輸出效率。
4.主動放電功能。可通過Vgth監控和Desat-Vce狀態監控，調節開關頻率、占空比達到快速泄放掉母線電容電荷的目的。省去主動放電電阻和外圍電路實現體積和成本的收益。
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