车用栅极驱动器涵盖所有应用 助力汽车系统设计

　　内燃机（ICE）、混合动力汽车以及电动汽车继续推动新型功率半导体支持技术的发展。低压和高压应用中的功率器件需要以逐渐增加的频率运行、具有更强的抗干扰能力和更高的效率。扩展MOSFET和IGBT器件在负载管理、功率逆变器、柴油/汽油喷油器、发动机阀和电机驱动器方面的用途，使得车用栅极驱动器的需求日益增长。

　　HEV/EV汽车的电气结构在所有原始设备制造商中逐渐协调。常见构建模块反过来推动半导体制造商开发符合汽车标准（AECQ100和Q101）的新一代元件。稳健的高电流、高电压MOSFET、IGBT、高电压整流器和支持控制IC都不再罕见。飞兆半导体的AECQ100栅极驱动器系列包括所有高电流低端、高电压IC（HVIC）、高端和HVIC半桥（高和低）端栅极驱动器以适应广泛应用。

　　飞兆半导体汽车栅极驱动器产品组合的最新成员将HVIC产品线扩展到逆变器和电机驱动应用所需的高峰值电流范围。FAN7171_F085高边和FAN7190_F085高边和低边栅极驱动器IC都是使用高达+600V电压进行操作的单片器件车用系统中需要各类栅极驱动器的常用拓扑结构现在正在研发。

　　高电流低边栅极驱动器

　　从压电式喷油器到低功率转换器的接地源电路中，低边栅极驱动器常用于驱动MOSFET单栅极驱动器和双栅极驱动器均采用业界标准引脚，可选择输入逻辑电平（CMOS或TTL），使能或禁用电路，以及双逻辑输入。飞兆半导体车用低端栅极驱动器的输出阶段利用Miller Drive TM架构，该架构包括一个与MOSFET并联的双极型器件。（图1）该双极型器件旨在提供高峰值电流，用于在开启或关断周期内加速通过米勒效应平台区域的转换。并联MOSFET提供最低电压降。

　　

　　图1高电流低边栅极驱动器的MillerDriveTM架构输出级

　　常见用途包括升压转换器中的前端MOSFET，为接地源配置中的器件和MOSFET充电的PFC前端的MOSFET和IGBT。

　　双通道2A和双通道4A低边器件在50W到500W的AC功率转换器的第一阶段很常用，使用频率范围从50kHz到50kHz的标准拓扑结构。可直接在12V电池电源中工作的最常见拓扑是推挽结构。输出电压通常在170Vdc到280Vdc之间。额定功率为200w或更高升压转换器的另一项应用是用作HEV/EV高压电轨应急电源，仅用12V的电源就能够有效“启动”故障车辆。

　　

　　图2推挽前端与同步整流器输出

　　低功率转换器通常使用简单整流器进行输出。然而，高压整流器可用同步整流代替，实现更高输出功率和更高效率，如图2所示，使用诸如FAN3227_F085等双通道低边高电流栅极驱动器驱动MOSFET。