瞻芯電子比鄰驅動系列碳化硅(SiC)專用柵極驅動芯片介紹

比鄰驅動(Nextdrive)是瞻芯電子自主創新開發的一系列碳化硅(SiC)專用柵極驅動芯片，具有緊湊、高速和智能的特點。

這是瞻芯電子憑借核心團隊在多領域的專業經驗，依據自主開發的碳化硅 MOSFET的實際參數，結合高壓大功率電源、逆變器、高速電機驅動等多個行業領先客戶在各類應用遇到的實際問題，成功定義和開發的一系列碳化硅專用驅動芯片。因為封裝緊湊，芯片可緊鄰器件布局，因此命名為比鄰驅動，同時Nextdrive也寓意為“下一代”的創新驅動產品。

開發背景

為了充分發揮碳化硅(SiC)MOSFET的優勢，需采用合理的驅動電路以滿足碳化硅(SiC)MOSFET的特殊要求。因為碳化硅(SiC)MOSFET比傳統的硅(Si)器件的開關速度和開關頻率快上十多倍，所以驅動回路必須具備較小的雜散電感、足夠的驅動能力、高精度的負電壓、精確可控的短路時間，以及靈活可調的軟關斷。

綜上，驅動碳化硅(SiC)MOSFET的要求有： 1. 需要串擾抑制、負壓關斷和噪聲處理，以防止誤導通。 2. 需要快速的短路保護功能，并防止誤觸發短路保護。 3. 高度集成化的功能，以滿足系統的小型化要求。 4. 盡量減小驅動回路的寄生效應，以降低開關損耗。

基于碳化硅(SiC)MOSFET的應用特點，瞻芯電子創新開發了比鄰驅動TM(Nextdrive)系列碳化硅 (SiC)專用柵極驅動芯片，以確保碳化硅 MOSFET安全、可靠和高效運行，也能有效降低應用系統的總體物料成本。該系列已推出產品如下：

隔離與非隔離驅動的選擇

在選擇隔離型或非隔離型柵極驅動芯片時，可綜合考慮以下幾方面：

安全性和可靠性：對電氣隔離有高要求的場景，選隔離型驅動芯片；無須隔離的場景，選非隔離型驅動芯片。

抗干擾性：評估系統對外界干擾的敏感程度，對于容易受到干擾的應用，選擇隔離型驅動芯片，因其抗干擾性能更好。

成本預算：衡量系統設計和制造的成本，非隔離型芯片通常成本更低，有助于降低整體成本。

由于很多工程師習慣性選擇隔離型驅動芯片，但也有一些應用場景更適合采用非隔離驅動芯片，比如：

不需要隔離的應用，如：PFC電源/電動空調壓縮機/PTC電源等；

若功率回路是PCB布局的第一考慮因素，則驅動設計要作取舍，隔離部分可能跟驅動部分距離較遠；

多管并聯，分布式非隔離驅動方案；

比鄰驅動IVCR1401/2芯片介紹

比鄰驅動IVCR1401/2是業界首創的緊湊、高速、智能的碳化硅(SiC)MOSFET專用低側柵極驅動芯片，也適用于自舉高側柵極驅動。IVCR1401/2采用緊湊的8引腳封裝，兼容寬范圍供電（高達35V），能提供4A峰值拉灌電流，且內部集成-3.5V負壓，能夠高效、可靠地驅動碳化硅(SiC) MOSFET，且兼容IGBT驅動。同時安全性方面，集成了退飽和短路保護，并內置消隱時間，還有欠壓鎖定(UVLO)與故障報警功能。

由于IVCR1401/2集成了最關鍵的負壓驅動功能，對比其它依靠外圍電路提供負壓的方案，采用IVCR1401/2（方案三）具有明顯優勢：

關于IVCR1401/2集成的短路保護功能，有3個特點：

內部恒流源增加到1mA，讓響應速度更快，抗噪耐量更高；

閾值提高到9.5V，提高抗噪能力；

可通過外圍的R1來調整觸發閾值；

比鄰驅動IVCR1412芯片介紹

比鄰驅動IVCR1412是業界第一款集成負壓和米勒效應抑制功能，且為極緊湊SOT23-6封裝的柵極驅動芯片。

因為IVCR1412輸出準電流源，從而免除了柵極電阻，又能貼近功率管安裝，則讓柵極驅動環路最大限度地減小雜散電感，提升動態均流的效果明顯。由于柵極驅動環路上沒有柵極電阻，IVCR1412的強下拉輸出可實現有源米勒效應抑制功能，從而可靠地關斷MOSFET。

IVCR1412可為SiC MOSFET、Si MOSFET和IGBT提供簡便、緊湊且可靠的柵極驅動解決方案，主要特點及應用框圖如下：

相關鏈接：緊湊型SiC柵極驅動IVCR1412，集成負壓和米勒效應抑制功能

隔離型IVCO1A0x芯片介紹

IVCO1A0x芯片是一系列具備隔離功能的單通道柵極驅動芯片，可兼容多數數字控制器的工作電壓，并提供8.5A峰值拉電流和10A峰值灌電流，輸出電壓最高可達36V，因此能有效驅動 SiC/ Si MOSFET 和Si IGBT，并且集成了欠壓保護(UVLO)功能。 功能方面有2種型號：分離式輸出(IVCO1A01)和有源米勒鉗位(IVCO1A02)。IVCO1A01可獨立調節開通和關斷速度，以尋求開關損耗和EMI性能的最優平衡；IVCO1A02可提供有源米勒鉗位保護功能，以防止因米勒效應引起的誤導通。

注：以上型號中Q代表符合車規級(AEC-Q100)標準。

相關鏈接：隔離驅動芯片IVCO1A0x獲車規級認證，助力汽車電子應用

瞻芯電子在“2023年碳化硅功率半導體和芯片技術研討會”上專題介紹過比鄰驅動(Nextdrive)系列芯片及眾多產品和應用報告，為了幫助更多業界伙伴開發和應用，故將陸續精選內容發布。

本文因篇幅有限，分為上下兩篇展開，下篇將介紹比鄰驅動(Nextdrive)系列芯片在下列場景的應用：

車載空調壓縮機應用

叉車充電機應用

車載PTC加熱方案

風機驅動方案

IVCR1412芯片多管并聯

Local Buffer方案

審核編輯：湯梓紅