【導讀】隨著(zhù)新能源汽車(chē)和工業(yè)控制對驅動(dòng)芯片的需求越來(lái)越旺盛、要求越來(lái)越復雜，開(kāi)發(fā)者在芯片設計時(shí)，需要考慮更多元化的場(chǎng)景和更細節的技術(shù)要點(diǎn)。點(diǎn)擊下方視頻，從“三相逆變功率驅動(dòng)”、“車(chē)載充電器電子鎖”、“PLC數字輸出”三大典型應用場(chǎng)景出發(fā)，結合納芯微最新推出的智能驅動(dòng)芯片，了解如何在系統開(kāi)發(fā)時(shí)選擇適合的芯片，來(lái)提升系統的整體性能。
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驅動(dòng)芯片的選擇
方案概述
面向功率器件、電機和繼電器等，納芯微提供“柵極驅動(dòng)”和“電機驅動(dòng)”兩大類(lèi)型的驅動(dòng)芯片。
01 柵極驅動(dòng)芯片
納芯微的柵極驅動(dòng)主要用于控制外部IGBT、Mos管、第三代半導體SiC等方面的應用。以“是否在芯片內部集成了隔離帶”為區分，納芯微的柵極驅動(dòng)又分為柵極非隔離驅動(dòng)和柵極隔離驅動(dòng)芯片。
1）柵極非隔離驅動(dòng)
納芯微的NSD1025x面向通信電源、微逆光伏應用，支持正負5安培的驅動(dòng)電流，提供不同封裝，常見(jiàn)于雙低邊的控制，可提供電壓型變壓器的驅動(dòng)方式。
納芯微NSD1624可以支持600V耐壓，以公司獨有的“使用基本隔離方式實(shí)現上管隔離”來(lái)實(shí)現高壓，最高可支持1200V。與市面上其它采用高壓工藝實(shí)現600V或1200V半橋驅動(dòng)的驅動(dòng)方案相比，納芯微在芯片內部使用隔離工藝的方式，具備更強的抗干擾能力。
2）柵極隔離驅動(dòng)
在通訊電源、車(chē)載市場(chǎng)表現優(yōu)異的納芯微NSi6602雙通道半橋驅動(dòng)，可實(shí)現半橋控制，并可提供一個(gè)隔離帶，特別適用于SiC和Mos管的CLLC-DCDC架構。
單路隔離驅動(dòng)方面，納芯微提供兩款產(chǎn)品，分別為電壓型和電流型輸入。電壓型輸入NSi6601主要靠CMOS邏輯進(jìn)行輸出，驅動(dòng)控制，集成米勒鉗位功能，可用于SiC驅動(dòng)；電流型輸入NSi6801系列產(chǎn)品主要面向光耦型輸入替代，芯片內部實(shí)現模擬光耦型電流型輸入，客戶(hù)在進(jìn)行光耦型產(chǎn)品替代時(shí)，無(wú)需更改PCB板就可以輕松實(shí)現替換。
2022年以來(lái)，納芯微也推出了更多隔離驅動(dòng)方面的新產(chǎn)品，從以往4-5安培的驅動(dòng)電流升級到正負10安培的智能型隔離驅動(dòng)NSi6611、NSi6651等產(chǎn)品，在芯片內部集成了完整的退保和保護，以及彌勒鉗位，過(guò)流保護等功能。
針對電流型隔離驅動(dòng)，納芯微推出了最新的NSi68515系列智能型隔離驅動(dòng)，輸入模式為電流型，可兼容市面上很多通用光耦智能型驅動(dòng)方案，并在芯片內部集成了彌勒鉗位、退保和保護、以及UVLO保護等功能。
02 電機驅動(dòng)芯片
納芯微使用BCD工藝把Mos管集成在芯片內部，可幫助客戶(hù)節省PCB板尺寸，并為客戶(hù)實(shí)現整體解決方案。
針對OBC電子鎖應用，納芯微開(kāi)發(fā)了直流有刷電機驅動(dòng)NSD731x，主要用于充電槍。面向PLC市場(chǎng)，納芯微的NSD5604多通道低邊驅動(dòng)可以用于驅動(dòng)繼電器，提供不同的阻性和感性負載。
驅動(dòng)芯片的選擇
方案概述
01 三相逆變功率驅動(dòng)方案
一個(gè)典型的車(chē)載逆變器三相永磁同步電機應用方案通常包含接口、MCU/DSP控制、反激電源、電流環(huán)控制、溫度、電壓等檢測，其中，很重要的一點(diǎn)是：驅動(dòng)IGBT或SiC功率管時(shí)，需要使用智能型隔離驅動(dòng)產(chǎn)品。如果驅動(dòng)對象是SiC，則驅動(dòng)頻率會(huì )需要達到20-30K；此外，SiC對過(guò)流、鉗位、導通保護等要求會(huì )更高。
針對以上要求，納芯微推出不同封裝的電壓型智能隔離驅動(dòng)產(chǎn)品系列NSi6611和NSi6651，可支持AEC-Q100 車(chē)規Grade 1認證的溫度范圍。該系列使用了納芯微特色的雙電容隔離技術(shù)，隔離耐壓等級能做到5.7kV平均RMS電壓；更高的驅動(dòng)電壓可以更好地匹配SiC的使用場(chǎng)景。同時(shí)，該產(chǎn)品系列支持10安培軌對軌的輸出，可匹配各種各樣的Mos管、IGBT或SiC管，并可支持驅動(dòng)頻率升級到20-30K；80納秒的傳輸延遲可以保證在各種電驅甚至電源應用在高頻化使用場(chǎng)景下更好地實(shí)現死驅?zhuān)⑹沟抿寗?dòng)性能與軟件更好地匹配。
02 車(chē)載充電器電子鎖
根據我國國家標準要求，所有3.3kW以上的OBC都需要配套電子鎖功能。這意味著(zhù)6.6kW及以上的OBC都需要配套電子鎖，以保證OBC插電時(shí)的穩定。納芯微開(kāi)發(fā)了一顆馬達驅動(dòng)產(chǎn)品，OBC插電時(shí)提供電子鎖功能。目前市場(chǎng)上峰值電流為3.5安培，平均電流在1.5安培以下。
納芯微針對性地推出了NSD7312-Q1車(chē)規芯片，以滿(mǎn)足車(chē)載系統相關(guān)的電壓、電流、RDS(ON)要求。同時(shí)，該產(chǎn)品還具備電流調制功能，使用占空比調制方式把電流控制在恒定電流值，并提供供電保護、欠壓保護和熱保護。測試人員使用該產(chǎn)品在36V電壓場(chǎng)景進(jìn)行短路測試，芯片沒(méi)有絲毫損壞。
03 PLC數字輸出
典型的PLC使用場(chǎng)景在說(shuō)明書(shū)里常常會(huì )標定，如果使用低邊的方式，芯片內部需要包含光耦數據傳輸功能，該功能可以用繼電器獨立Mos的方式、或者集成功率級Mos的等方式來(lái)驅動(dòng)外圍負載。負載供電有時(shí)候會(huì )從外部接入，輸入電壓標稱(chēng)24V，最高30V。這意味著(zhù)，若希望實(shí)現PLC數字量輸出全部功能集成的方案，就需要一顆帶鉗位保護的低邊驅動(dòng)芯片，并且最好能支持并行IO口或者SPI串口輸入， IO輸入常見(jiàn)于高速方案, SPI常見(jiàn)于低速方案。
納芯微針對工業(yè)PLC和運動(dòng)控制開(kāi)發(fā)了這么一顆低邊驅動(dòng)產(chǎn)品NSD5604, 具有四通道低邊，并集成了快速關(guān)斷的鉗位功能，以及熱保護和限流保護，并符合典型PLC的參數要求。
- 單通道獨立限流保護，保證對地短路可恢復
- 限流值可配并提供快速衰減，支持容性與感性負載
來(lái)源：納芯微
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