GD3162栅极驱动器技术解析：提供动态栅极强度控

作为汽车电动牵引逆变器栅极驱动器的当先供给商之一，恩智浦一直推进逆变器效力、功效保险跟汽车机能的晋升。恩智浦宣布的 GD3162 存在静态栅极驱动功效，可能在日益广阔的任务范畴内为进步功率开关器件 (如碳化硅、氮化镓等) 供给出色开关机能。GD3162器件的静态栅极强度把持不只进步了逆变器的效力，还供给了强盛的功效保险处理计划，同时改良了典范硬件计划尺度，为功率器件保驾护航。本文援用地点：电池跟电动牵引电机固然是电动汽车 的标记性特点，但这两者的存在必定请求存在第三个等同主要的元素：牵引逆变器。牵引逆变器是衔接电动汽车电池跟电机的要害，它将电池的直流电转换为驱动电机所需的交换电。只管电动汽车市场曾经牢固，但其技巧还远未成熟。在机能、牢靠性跟功效保险方面，电动汽车仍有很年夜的晋升空间，汽车业也在一直改良。固然人们的留神力多会合在电池跟电机技巧上，但近来在牵引逆变器方面的翻新同样意思严重。近期，牵引逆变器栅极驱动器问世，初次可能依据电动汽车的运转状态在多个预设电流值之间切换。换言之，这种栅极驱动器供给了静态栅极强度把持。恩智浦 GD3162 就是率先采取这项技巧的前驱之一。材料下载>]article_adlist-->因为栅极强度存在可调性，逆变器把持算法可能依据电机确当前状态优化逆变器功率器件的开关速度，比方在极低情况温度下 (可能影响功率器件的开关速度)，或在装备能量接纳制动功效的车辆停止制动时 (可能招致母线电压降低，激发器件过冲应力)。这项技巧的中心上风在于进步了电动汽车的团体效力，不只如斯，恩智浦的翻新还供给了强盛的功效保险处理计划，同时改良了典范硬件计划尺度，为功率器件保驾护航。汽车制作商能够机动抉择怎样应用这些效力晋升，比方，OEM能够借此适度但实在地增添汽车的续航里程。栅极驱动器电动汽车的牵引逆变器须要满意多项严苛请求：输出功率范畴广（从80kw到超越200kw），耐低温，同时还要坚持轻盈。牵引逆变器中的栅极驱动器担任驱动逆变器的功率器件。传统上，这些功率器件重要是硅基IGBT，但当初越来越多地采取碳化硅 (SiC) MOSFET。这些功率器件将电池的直流电转换为驱动电机所需的交换电。电动汽车牵引逆变器平日包括六个自力的栅极驱动器IC跟六个功率器件，每两组对应三订交流电机的一个相位 (如图1所示)。栅极驱动器的把持，包含栅极强度的调理，平日由牵引逆变器的微把持器来治理。图1：电动汽车牵引逆变器的示例道理图。罕见设置应用六个自力的栅极驱动器IC，每两个担任典范三订交流电机的一个相位。栅极驱动器直接驱动功率器件——IGBT或碳化硅 (SiC) MOSFET，将电池的直流电转换为驱动电机的交换电。传统栅极驱动器平日将开关速度设定为单一特定值。但是，存在静态栅极强度把持的栅极驱动器则能够依据电机状态调剂开关速度。电路的电阻用于牢靠地限度给栅极充电或放电时的峰值电流。传统做法是，将电阻值牢固在一个特定值，以避免最坏情形下的过压，但是这种做法在更为罕见的任务前提下可能会错掉潜伏的节能机遇。静态栅极强度把持转变栅极开关速率的才能对功率器件自身跟电机都有很多潜伏的有利影响。固然功率开关的特征已被充足研讨，但汽车会碰到种种影响功率开关电气机能的情形，包含电机电流的变更、电池/母线电压的稳定，以及功率器件温度的变更等。调理栅极驱动电流是依据特定前提调剂开关变乱 (电量)，这对在种种情形下最年夜化效力至关主要 (图2)。图2：差别电流范畴下EON/EOFF的比拟。(起源：恩智浦)假如可能依据驾驶前提抉择开关行动， 也就是说，假如静态栅极强度把持成为一种可选项，逆变器 (进而全部车辆) 的机能将会愈加高效。恩智浦经由过程在其栅极驱动器中集成额定的引脚，实现了这一选项。恩智浦GD3162栅极驱动器为开明跟封闭门路各设置了两个可自力把持的引脚。它供给了大概10A、20A的输出抉择，以及将两者联合应用以供给高达约30A输出的第三种抉择。为什么说“大概”?现实上，OEM或体系计划职员可能盼望包括一个限功率电阻，以依据OEM的偏好跟其余体系限度，将电流值限度在略低于10A、20A或30A。栅极驱动强度能够经由过程数字输入引脚或SPI下令来把持 (图3)。无论采取哪种方法，客户都能够依据需要抉择驱动功率器件的强度。凭仗如斯广泛的可选驱动电流范畴，GD3162乃至可能驱动多个并联的器件或芯片。图3：GD3162的利用框图，此中包括两组自力的开明跟封闭电阻。栅极驱动强度能够经由过程SPI下令或GPIO引脚停止抉择。应用GD3162，所需的栅极驱动强度能够在电机扭转进程中及时下令跟履行。图4：高栅极驱动强度与低栅极驱动强度下开关变乱的比拟。GD3162可能经由过程ISEN / COMP引脚从高压侧影响栅极驱动强度。晋升效力功率器件可能因电压应力过高而遭到破坏。只管汽车电子产物的额外任务温度范畴很宽，但只有有可能，依然倡议只管加重汽车集成电路 (包含日益进步的栅极驱动器) 的热负荷。栅极驱动电阻的计划平日始于对最坏情形 (如最年夜负载、最高电压) 的研讨。目的是供给充足的电阻，以在这些情形下供给维护。这确切最年夜限制地增加了潜伏侵害，但最坏情形实质上长短典范的。增加供给静态栅极强度把持的栅极驱动器 (如恩智浦的GD3162) 发明了一种抉择，能够在更重视典范 (较轻) 负载前提的栅极驱动强度设置下运转。体系连续评价多个体系要素 (电流、电压、温度等)，一直把持栅极驱动强度，在OEM指定的最合适典范前提的设置下运转，当呈现非典范情形时主动切换到更适合的设置，并在前提规复畸形时静态地切换返来。GD3162为体系集成商供给了更多把持选项，以最佳方法维护功率器件。在更合适典范运转形式下的效力晋升可能会十分明显。跟着栅极驱动器效力的进步，冷却需要也得以缓解。因而，体系计划职员可能采取更小的冷却体系，这象征着全部逆变器的尺寸跟分量都能够减小。增加整车尺寸跟分量终极可能对续航里程发生踊跃影响。功效保险跟牢靠性牵引逆变器是一个保险要害型利用，平日须要满意ASIL D级的请求。栅极驱动器集成电路必需增进牵引逆变器晋升功效保险目的。GD3162为ASIL C/D级，可满意汽车利用的严厉请求，合乎AEC-Q100的1级认证。GD3162采取两个引脚分辨停止开明跟封闭，避免栅极驱动电阻呈现单点毛病。该器件还能讲演指令跟接受到的栅极驱动强度，避免潜伏毛病或栅极驱动强度指令的及时毛病。恩智浦牵引逆变器处理计划GD3162是一款进步的电流断绝单通道栅极驱动器，专为驱动纯电动汽车、混动电动汽车等中牵引逆变器的最新SiC跟IGBT模块而计划。GD3162供给可调理的静态栅极强度把持驱动功效，存在强盛的效力跟保险上风。别的，它还具有进步的可编程维护功效，能主动化治理毛病情形，并经由过程中止引脚跟SPI讲演功率器件跟栅极驱动器的状态。GD316专为高功效保险品级体系 (ASILC/D) 而计划，可满意汽车利用的严厉请求，合乎AEC-Q100的1级认证。恩智浦的电动汽车牵引逆变器体系处理计划包含多核锁步MCU、保险SBC、CAN、以太网PHY跟高压栅极驱动器，高效牢靠地把持向牵引电机的功率转换。恩智浦的体系处理计划供给了一套丰盛的电机把持软件包，与优化的硬件共同。该电动汽车牵引逆变器体系还供给对高功率开关的准确把持、监测跟维护，以进步能效跟牢靠性。体系能够准确高效地把持电机速率跟扭矩，合乎ISO26262的ASIL D级请求。为了支撑客户开辟牵引逆变器并减速产物上市时光，恩智浦供给一个易于应用的电动汽车功率逆变器把持参考平台，配有体系使能软件。计划平台包含道理图、物料清单、规划文件跟保险文档，可用于IGBT或SiC MOSFET模块。用户能够应用 FRDMGD3162HBIEVM评价板  片面摸索GD3162的功效。经由过程调换评价板上的元器件，用户能够评价差别电阻值的后果，并测试 GD3162种种栅极驱动强度的影响。翻新的栅极驱动IC存在静态栅极强度把持的GD3162是翻新的栅极驱动集成电路 (IC)，为汽车OEM供给了一个令人奋发的新抉择，可明显晋升牵引逆变器的机能。其静态栅极驱动功效可在日益广阔的任务范畴内为进步的功率开关器件 (如SiC、GaN) 供给出色的开关机能。GD3162的静态栅极强度把持进步了逆变器效力，供给了强盛的功效保险处理计划，并改良了典范的硬件计划尺度，为功率器件保驾护航。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->