驱动电路设计（一）—— 驱动器的功能综述

驱动电路设计是功率半导体应用的难点，涉及到功率半导体的动态过程控制及器件的保护，实践性很强。为了方便实现可靠的驱动设计，英飞凌的驱动集成电路自带了一些重要的功能，本系列文章将详细讲解如何正确理解和应用这些驱动器的功能。

每一个功率开关都需要一个驱动器，功率开关在系统中会承受高压大电流，如何使得功率半导体优雅地开通和关断，驱动电路功不可没。另外，驱动电路还需要承担功率开关保护的重任，检测短路工况，快速柔和地关断。

驱动器的大类

功率半导体驱动是一种值得研究的技术，驱动对象不同、应用系统要求不同，对驱动电路的要求也不同，英飞凌共有441个不同的型号（截止2025年1月16日），分别属于非隔离型、电平位移型和采用无磁芯变压器的隔离型。

非隔离驱动器一般独立用于低压侧，譬如Boost PFC电路，单管准谐振电路，电池供电的电动工具等。非隔离驱动器是低压驱动器，但英飞凌还是采用了先进130纳米制程的高压栅极驱动器技术，更坚固可靠。

电平位移驱动器可以提供功能绝缘，可以驱动桥式电路的上下桥臂，上桥臂供电可以采用简单的自举的方式，系统简单，成本低，主要用于家用电器、LED照明、电源、智能楼宇等领域的功率半导体驱动。近年英飞凌推出了1200V版本，除了针对380V三相交流供电的热泵、HVAC、CAC等，还进入了小功率工业电机驱动领域。

电隔离驱动器英飞凌采用的磁耦合隔离技术，为工业应用中的功率半导体提供电隔离的驱动和保护，英飞凌最高电流规格的工业级隔离型栅极驱动输出电流高达18A，减少了对外部扩展电路的需求，带精确离散小的DESAT保护、有源米勒钳位，不同封装可实现不同的绝缘等级，有UL 1577和IEC 60747-17认证。

驱动器产品举例

由于驱动对象不同、应用系统要求不同，对驱动电路的要求也不同，最简单的非隔离驱动器只有6个针脚，但过流保护（OCP）、故障报告和使能功能基本功能一应俱全，而一个汽车级的驱动器可能有36个脚，功能强大。

下图是一个最简单的驱动器，譬如单通道低边栅极驱动器1ED44175N01B非常小，采用SOT-23六管脚，外型尺寸2.9*1.6mm，驱动电流高达+/-2.6A，还集成了过流保护（OCP）、故障报告FTL和使能EN功能。

1ED44175N01B集成过流保护（OCP）、故障报告和使能功能的25V单通道低边栅极驱动器

下图是DSO-8 300mil八针脚宽体封装的隔离型驱动器，1ED3241MC12H和1ED3251MC12H最大电流可以做到18A。还集成了两级开通和关断过程的电压变化率控制和米勒钳位。

图：18A/5.7kV(rms)单通道隔离式栅极驱动器，带两级电压变化率控制功能

下图是一个功能复杂的汽车级单通道驱动器，需要36个引脚封装，功能完备，使得系统的汽车安全完整性等级达到ASIL C/D，1EDI2002AS说明书就有146页。

图：1EDI2002AS EiceDRIVER SIL-用于高压汽车应用的隔离单通道IGBT驱动器

工业驱动器的功能

由于应用的需要，英飞凌在工业级功率半导体驱动器中实现了各种功能，从下表的缩写表中就可以预览各种功能，本驱动电路系列文章将就常用功能分类进行详细解读。