驱动芯片选型的关键因素

来源：54攻城狮

电驱系统的驱动芯片是连接控制系统与电机之间的关键部件，其主要作用是将控制信号转换为驱动电机所需的功率信号，并确保电机高效、安全地运行。所以其选型至关重要。

图片来源：英飞凌1EDI3050AS

驱动芯片选型的关键因素可以系统地归纳为以下几点：

一、驱动功能

输出电流。确保芯片能够提供足够的电流和功率，以满足负载需求输出能力，一般推荐10A以上的驱动IC会内置推挽输出。

2.原副边传输延时。最大传输延时，越小越好，影响死区时间。

3.电压范围。原副边供电电压范围，一般原边是5V供电，副边供电范围可调，推荐最大供电在20V以上，兼容Si和SiC驱动。

4.支持最大开关频率，越高越好，推荐40kHz以上，满足升压充电等特殊需求。

二、保护功能。

选择具备过流、过压、过温保护功能的芯片，提升电驱系统可靠性。

1.故障上传。可通过SPI，也可通过占空比方式上传给MCU。当前主流驱动芯片大部分都是SPI故障上传，SPI上传快速但是抗干扰性较差，且占用MCU资源，有误报的风险。占空比上传通常基于PWM信号，其数据传输速度相对较慢，抗干扰能力相对较强。

支持ASC。尽可能选原副边ASC均支持的芯片，原边ASC低压侧可省隔离器。

3.原副边电源过欠压监控，且有故障响应机制。推荐副边供电过欠压可配，可兼容Si和SiC驱动。

4.死区互锁。支持上下桥臂硬件互锁防直通保护，死区时间可配。

5.过流保护。具备过流保护功能，一般推荐使用Desat保护，尽可能选取Desat保护阈值可软件配置。

过温保护。支持故障告警和封波可选。

有源钳位。触发后软关断或者2电平关断。

8.米勒钳位。当开关器件关断时，漏极电压快速上升，通过Cgd耦合到栅极，产生过压。 米勒钳位电路通过辅助开关快速导通，将栅极电压钳位在安全范围内，防止过压损坏。

9 两电平和软关断。本质上都是通过控制门极驱动波形关断时候的斜率，降低dv/dt或di/dt)减少开关过程中产生的尖峰电压和电流，从而保护器件免受过应力的影响。尽可能选择可配置时间和阈值的芯片。

PWM监控。PWM输入到PWM输出到功率模块门极路径进行监控，尽可能选取支持OSM(三态)+门极监控。

三、基本功能。

1.封装形式和尺寸。选择合适的封装，越小越好，需综合考虑散热和安装方式。

2.高压绝缘。高低压电气间隙和爬电距离最好大于5mm。

3.最高工作结温。不小于150℃。

4.功能安全。支持系统到ASIL D。

5.原副边隔离耐压。越高越好，尽可能支持800V系统。

6.原副边CMTI。越高越好，由其SiC开管速度较快。

7.原副边隔离。一般是磁隔离和容隔离，ST和TI容隔产品居多，其他厂家磁隔离较多。磁隔离的抗干扰性更强，但是成本相对更高。

四、高级功能。

驱动 IC的高度集成化设计有助于提高电驱系统的鲁棒性和可靠性。

1.支持ADC采样。一般可用于母线电压备份冗余采样和功率模块的温度采样，可节省隔离器及其外围电路，达到降本和降体积目的。

2.集成反激电源芯片。类似四代特斯拉采用的STGAP4驱动IC，根据合适的电源拓补+小磁芯的平面变压器实现体积和成本的收益。

3.智能驱动电阻调节。可以根据电压、电流和模块结温实时调节驱动参数，使得电控达到最优的输出效率。

4.主动放电功能。可通过Vgth监控和Desat-Vce状态监控，调节开关频率、占空比达到快速泄放掉母线电容电荷的目的。省去主动放电电阻和外围电路实现体积和成本的收益。