比鄰驅動(Nextdrive)是瞻芯電子自主創新開發的一系列碳化硅(SiC)專用柵極驅動芯片,具有緊湊、高速和智能的特點。
這是瞻芯電子憑借核心團隊在多領域的專業經驗,依據自主開發的碳化硅 MOSFET的實際參數,結合高壓大功率電源、逆變器、高速電機驅動等多個行業領先客戶在各類應用遇到的實際問題,成功定義和開發的一系列碳化硅專用驅動芯片。因為封裝緊湊,芯片可緊鄰器件布局,因此命名為比鄰驅動,同時Nextdrive也寓意為“下一代”的創新驅動產品。
開發背景
為了充分發揮碳化硅(SiC)MOSFET的優勢,需采用合理的驅動電路以滿足碳化硅(SiC)MOSFET的特殊要求。因為碳化硅(SiC)MOSFET比傳統的硅(Si)器件的開關速度和開關頻率快上十多倍,所以驅動回路必須具備較小的雜散電感、足夠的驅動能力、高精度的負電壓、精確可控的短路時間,以及靈活可調的軟關斷。
綜上,驅動碳化硅(SiC)MOSFET的要求有: 1. 需要串擾抑制、負壓關斷和噪聲處理,以防止誤導通。 2. 需要快速的短路保護功能,并防止誤觸發短路保護。 3. 高度集成化的功能,以滿足系統的小型化要求。 4. 盡量減小驅動回路的寄生效應,以降低開關損耗。
基于碳化硅(SiC)MOSFET的應用特點,瞻芯電子創新開發了比鄰驅動TM(Nextdrive)系列碳化硅 (SiC)專用柵極驅動芯片,以確保碳化硅 MOSFET安全、可靠和高效運行,也能有效降低應用系統的總體物料成本。該系列已推出產品如下:
隔離與非隔離驅動的選擇
在選擇隔離型或非隔離型柵極驅動芯片時,可綜合考慮以下幾方面:
安全性和可靠性:對電氣隔離有高要求的場景,選隔離型驅動芯片;無須隔離的場景,選非隔離型驅動芯片。
抗干擾性:評估系統對外界干擾的敏感程度,對于容易受到干擾的應用,選擇隔離型驅動芯片,因其抗干擾性能更好。
成本預算:衡量系統設計和制造的成本,非隔離型芯片通常成本更低,有助于降低整體成本。
由于很多工程師習慣性選擇隔離型驅動芯片,但也有一些應用場景更適合采用非隔離驅動芯片,比如:
不需要隔離的應用,如:PFC電源/電動空調壓縮機/PTC電源等;
若功率回路是PCB布局的第一考慮因素,則驅動設計要作取舍,隔離部分可能跟驅動部分距離較遠;
多管并聯,分布式非隔離驅動方案;
比鄰驅動IVCR1401/2芯片介紹
比鄰驅動IVCR1401/2是業界首創的緊湊、高速、智能的碳化硅(SiC)MOSFET專用低側柵極驅動芯片,也適用于自舉高側柵極驅動。IVCR1401/2采用緊湊的8引腳封裝,兼容寬范圍供電(高達35V),能提供4A峰值拉灌電流,且內部集成-3.5V負壓,能夠高效、可靠地驅動碳化硅(SiC) MOSFET,且兼容IGBT驅動。同時安全性方面,集成了退飽和短路保護,并內置消隱時間,還有欠壓鎖定(UVLO)與故障報警功能。
由于IVCR1401/2集成了最關鍵的負壓驅動功能,對比其它依靠外圍電路提供負壓的方案,采用IVCR1401/2(方案三)具有明顯優勢:
關于IVCR1401/2集成的短路保護功能,有3個特點:
內部恒流源增加到1mA,讓響應速度更快,抗噪耐量更高;
閾值提高到9.5V,提高抗噪能力;
可通過外圍的R1來調整觸發閾值;
比鄰驅動IVCR1412芯片介紹
比鄰驅動IVCR1412是業界第一款集成負壓和米勒效應抑制功能,且為極緊湊SOT23-6封裝的柵極驅動芯片。
因為IVCR1412輸出準電流源,從而免除了柵極電阻,又能貼近功率管安裝,則讓柵極驅動環路最大限度地減小雜散電感,提升動態均流的效果明顯。由于柵極驅動環路上沒有柵極電阻,IVCR1412的強下拉輸出可實現有源米勒效應抑制功能,從而可靠地關斷MOSFET。
IVCR1412可為SiC MOSFET、Si MOSFET和IGBT提供簡便、緊湊且可靠的柵極驅動解決方案,主要特點及應用框圖如下:
相關鏈接:緊湊型SiC柵極驅動IVCR1412,集成負壓和米勒效應抑制功能
隔離型IVCO1A0x芯片介紹
IVCO1A0x芯片是一系列具備隔離功能的單通道柵極驅動芯片,可兼容多數數字控制器的工作電壓,并提供8.5A峰值拉電流和10A峰值灌電流,輸出電壓最高可達36V,因此能有效驅動 SiC/ Si MOSFET 和Si IGBT,并且集成了欠壓保護(UVLO)功能。 功能方面有2種型號:分離式輸出(IVCO1A01)和有源米勒鉗位(IVCO1A02)。IVCO1A01可獨立調節開通和關斷速度,以尋求開關損耗和EMI性能的最優平衡;IVCO1A02可提供有源米勒鉗位保護功能,以防止因米勒效應引起的誤導通。
注:以上型號中Q代表符合車規級(AEC-Q100)標準。
相關鏈接:隔離驅動芯片IVCO1A0x獲車規級認證,助力汽車電子應用
瞻芯電子在“2023年碳化硅功率半導體和芯片技術研討會”上專題介紹過比鄰驅動(Nextdrive)系列芯片及眾多產品和應用報告,為了幫助更多業界伙伴開發和應用,故將陸續精選內容發布。
本文因篇幅有限,分為上下兩篇展開,下篇將介紹比鄰驅動(Nextdrive)系列芯片在下列場景的應用:
車載空調壓縮機應用
叉車充電機應用
車載PTC加熱方案
風機驅動方案
IVCR1412芯片多管并聯
Local Buffer方案
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:瞻芯電子比鄰驅動?(Nextdrive?)SiC專用驅動,支持多領域高效應用(上)
文章出處:【微信號:瞻芯電子,微信公眾號:瞻芯電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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