如何高效提升驱动电路的电能转换效率？-电子发烧友网

在现代各种复杂的工业电路中，栅极驱动芯片虽不常被大众提及，却扮演着至关重要的角色。栅极驱动芯片是低压控制器和高压电路之间的缓冲电路，主要用于放大控制器的控制信号，从而令功率器件实现更快速高效的导通和关断，是保障电子设备稳定、高效运行的核心元件之一。

驱动芯片的类型（按结构划分）

电力电子应用基于功率器件技术，而无论是MOSFET、IGBT，还是SiC MOSFET等功率器件都需要相应的栅极驱动芯片（Gate Driver IC）。对于工程师而言，选择一款合适的驱动芯片不仅可以简化相应电气系统的设计复杂度，还可以为项目开发节省时间，令其事半功倍。

栅极驱动芯片，电气系统中的核心助力

在光伏逆变器、储能整流器、新能源汽车与白色家电等领域中，栅极驱动芯片可向功率器件的栅极提供精确的驱动信号。以MOSFET为例，当栅极驱动芯片输出高电平时，会在MOSFET的栅极和源极之间建立起电场，使得MOSFET的沟道导通，从而允许电流从漏极流向源极；当输出低电平时，电场消失，沟道关闭，电流截止。这种精确的开关控制，能够实现对电路中电流通断的精准管理。

典型MOSFET管的结构简示图

此外，栅极驱动芯片还可以调节功率器件的开关速度。在高频应用场景中，如开关电源的频率达到几百甚至上千赫兹时，实现快速的开关速度不仅能够提高电源的转换效率，还能减少能量在开关过程中的损耗。同时，通过合理控制开关速度，还可以降低功率器件在开关过程中产生的电磁干扰（EMI），提高系统的稳定性和可靠性。

在传统电机的控制链路方案中，由于MCU/DSP等控制芯片输出的信号功率较小，无法直接驱动功率较大的功率器件。而栅极驱动芯片具有功率放大的功能，它可以将控制芯片输出的微弱信号进行放大，为功率器件的栅极提供足够的驱动电流和电压，确保功率器件能够正常工作。同时，栅极驱动芯片还可以对输入的控制信号进行滤波、整形等调理操作，去除信号中的噪声和毛刺，使驱动信号更加稳定和精确。

传统电机的控制链路方案简示图

值得一提的是，栅极驱动芯片通常还具有过流、过热、过压与欠压保护等功能，能够实时监测功率器件的电流、温度与电压，当这些参数超过设定的安全阈值时，栅极驱动芯片会迅速采取降频、关断等措施，以保护功率器件，确保相应电气系统的稳定运行。

栅极驱动芯片，市场前景持续向好

据QYResearch公布数据分析，2024 年全球栅极驱动芯片市场规模预计达到12.35亿美元，而预计到 2031年，全球栅极驱动芯片市场规模将攀升至17.42亿美元，栅极驱动芯片的市场前景持续向好。

为捉住市场机遇，同时响应国家对关键元器件自主可控的号召，大力发展新质生产力，华普微将凭借着在物联网领域的技术积淀，以及对工业自动化、智能化与数字化需求的深刻理解，精准切入栅极驱动芯片赛道。

例如，HPD2606X就是华普微近期推出的一款高压、高速功率MOSFET和IGBT驱动器。该器件采用了专有的HVIC（高压集成电路）技术及抗闩锁CMOS工艺，具有稳定的电路结构。其逻辑输入兼容标准CMOS或LSTTL电平信号，最低可支持3.3V逻辑电压。输出驱动级配置了高脉冲电流缓冲器，可有效抑制驱动信号间的交叉导通。此外，通过浮置通道设计，该器件可支持最高600V工作电压的高边配置，用于驱动N沟道功率MOSFET或IGBT器件。