干貨分享 l 青銅劍高集成度、高性?xún)r(jià)比新型車(chē)用門(mén)極驅動(dòng)

　　一、引言

　　電機控制器作為電動(dòng)汽車(chē)的核心部件之一，是衡量電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研發(fā)能力的重要指標，關(guān)系到未來(lái)中國新能源汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)電機控制器集成了主控模塊、IGBT模塊、IGBT門(mén)極驅動(dòng)器以及冷卻系統。其中IGBT門(mén)極驅動(dòng)器作為弱電控制強電的核心器件，對IGBT模塊的控制及保護具有十分重要的意義。

　　二、車(chē)用IGBT門(mén)極驅動(dòng)的需求

　　車(chē)用領(lǐng)域應用環(huán)境對整車(chē)和器件性能要求非常高，其中整車(chē)壽命需達到15年，其控制器及部件壽命要求大于8000小時(shí)，同時(shí)需確保在高溫、振動(dòng)、灰塵等各種環(huán)境下都能正常工作，這就對汽車(chē)級應用的產(chǎn)品提出了非常高的要求，集中表現在：

　　高性能：選用器件必須具有高可靠性，高安全性，以及有寬范圍的環(huán)境適應性(溫度、濕度、振動(dòng)等等);

　　長(cháng)壽命：要求產(chǎn)品具有極低的不良率(PPM級別)和長(cháng)達15年的壽命;

　　高性?xún)r(jià)比：在大批量交付的時(shí)候不僅需要保證產(chǎn)品穩定，更需要有成本優(yōu)勢。

　　綜上所述，一款好的IGBT門(mén)極驅動(dòng)器必須具有高性能、高可靠性、低成本，以及小型化和使用便捷等特點(diǎn)。采用ASIC芯片技術(shù)可以滿(mǎn)足以上要求：一方面集成化的產(chǎn)品可以減少元件數量，顯著(zhù)減小產(chǎn)品尺寸，在大批量情況下可以降低成本;另一方面針對特性的需求可提供完整的高性能解決辦法，同時(shí)取得更好的EMC性能。目前市場(chǎng)上車(chē)用IGBT門(mén)極驅動(dòng)器基本都是采用集成化的方案，分為光耦隔離和數字式隔離兩種方式。

　　三、滿(mǎn)足車(chē)用要求的門(mén)極驅動(dòng)技術(shù)

　　2013年青銅劍科技推出了國內首款I(lǐng)GBT驅動(dòng)專(zhuān)用的芯片組，目前采用此款芯片組的方案已經(jīng)廣泛應用于光伏、風(fēng)電、智能電網(wǎng)、節能環(huán)保、軌道交通、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。2017年青銅劍科技推廣基于FluxLink?信號隔離技術(shù)的門(mén)極驅動(dòng)器產(chǎn)品。該產(chǎn)品是目前市面上綜合性能最優(yōu)異的驅動(dòng)芯片之一，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、 FluxLink? 隔離技術(shù)擁有最小0.46mm隔離間距，此距離保證了優(yōu)秀的隔離強度。9.5mm爬電距離和CTI 600 確保能穩定工作在950 V的直流母線(xiàn)電壓下，承諾加強絕緣;

　　2、 提供單極性電源可產(chǎn)生正負擺幅門(mén)極驅動(dòng)，芯片內置+15 V穩壓功能，副邊不需要額外的穩壓電路進(jìn)行穩壓以達到負電壓關(guān)斷;

　　3、最大具有8A驅動(dòng)峰值電流輸出，為目前市場(chǎng)上門(mén)極電流最大的驅動(dòng)芯片，在驅動(dòng)車(chē)用IGBT模塊時(shí)不需要額外的推挽電路;

　　4、電阻串短路檢測，精確檢測且不易受干擾;

　　5、獨立開(kāi)通關(guān)斷輸出管腳(GH and GLpin) ，無(wú)需外加二極管即可分別設置Rgon和Rgoff阻值;

　　6、可靠的高級軟關(guān)斷技術(shù)ASSD，此技術(shù)無(wú)需驗證即可使用，而且不需要額外的軟關(guān)斷電阻。例如：一旦該功能在100 A 模塊正常工作即說(shuō)明在300 A 模塊上也能工作(相同封裝);

　　7、原副邊電源欠壓保護功能(UVLO)，提供更全面的保護;

　　8、芯片工作環(huán)境溫度范圍-40°C 至125°C，輕松達到汽車(chē)級應用溫度要求。

　　圖一：典型的單通道驅動(dòng)應用電路

　　四、高集成、高性?xún)r(jià)比車(chē)用門(mén)極驅動(dòng)方案舉例

　　6AP0215T08-HPD是青銅劍科技基于FluxLink?技術(shù)驅動(dòng)芯片，針對HybridPACK? Drive模塊設計的一款緊湊型六通道即插即用驅動(dòng)器。此驅動(dòng)每通道最高可輸出2W功率，除上文描述的優(yōu)異保護和驅動(dòng)功能外，還集成了溫度采樣以及母線(xiàn)電壓采樣功能(1%精度)。核心器件溫升在20K以?xún)?，無(wú)源器件(電阻，電容電感)溫升30K以?xún)取?/p>

　　圖二：6AP0215T08-HPD產(chǎn)品圖片

　　圖三：開(kāi)通波形

　　圖四：關(guān)斷波形

　　圖五：短路保護波形

　　五、總 結

　　通過(guò)采用高集成度、高性能的驅動(dòng)芯片，驅動(dòng)器不僅在即插即用板子上可靠地實(shí)現對IGBT模塊的驅動(dòng)和保護，同時(shí)也具備了一系列的采樣功能。在滿(mǎn)足性能的同時(shí)顯著(zhù)減少外圍器件數量，降低驅動(dòng)板自身功耗，確保驅動(dòng)板上的器件溫升滿(mǎn)足要求，同時(shí)可進(jìn)一步提升產(chǎn)品的可靠性，延長(cháng)產(chǎn)品壽命。