意法半導(dǎo)體車規(guī)柵極驅(qū)動器提升電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)的可擴展性和性能

意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET和IGBT電隔離車規(guī)柵極驅(qū)動器STGAP4S可以靈活地控制不同額定功率的逆變器，集成可設(shè)置的安全保護和豐富的診斷功能，確保電驅(qū)系統(tǒng)通過ISO 26262 ASIL D認(rèn)證。STGAP4S驅(qū)動器集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和反激式電源控制器，功能豐富，取得了功能安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，適用于設(shè)計可擴展的電動汽車電驅(qū)系統(tǒng)。

STGAP4S的設(shè)計靈活性歸功于輸出電路，該電路允許將高壓功率級連接到外部MOSFET的推挽式緩沖電路，以調(diào)整柵極電流。這種架構(gòu)讓工程師能夠利用STGAP4S及其豐富的功能來控制不同額定功率的逆變器，包括多個功率開關(guān)管并聯(lián)的高功率設(shè)計。該驅(qū)動器僅用非常小的MOSFET，就可以產(chǎn)生高達(dá)幾十安的柵極驅(qū)動電流，并能夠處理高達(dá)1200V的電壓。

在驅(qū)動器的重要功能中，先進的診斷功能有助于對安全要求嚴(yán)苛的應(yīng)用達(dá)到系統(tǒng)安全完整性標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262 D級 (ASIL-D) 認(rèn)證。自檢功能可以驗證連接的完整性、柵極驅(qū)動電壓和去飽和以及過流檢測等內(nèi)部電路是否正常工作。主控制器通過芯片的SPI端口讀取診斷狀態(tài)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)。此外，兩個硬件診斷引腳也可以提供故障狀態(tài)信號。

STGAP4S具有主動米勒箝位、欠壓和過壓鎖定 (UVLO、OVLO) 以及去飽和、過電流和過熱檢測等保護功能，實現(xiàn)穩(wěn)健可靠的設(shè)計，滿足嚴(yán)格的可靠性要求。該產(chǎn)品具有很高的設(shè)計靈活性，準(zhǔn)許設(shè)計人員通過SPI端口配置一些參數(shù)，包括保護閾值、死區(qū)時間、去毛刺濾波。

STAGP4S還集成了一個帶全面保護功能的反激電源控制器，為高壓側(cè)電路供電以生成正負(fù)柵極驅(qū)動電壓，提高SiC MOSFET的開關(guān)速度和能效。高壓側(cè)和低壓側(cè)電路之間有6.4kV的電隔離能力。

EVALSTGAP4S評估板現(xiàn)已上市，板載兩個STGAP4S驅(qū)動器，幫助設(shè)計人員在半橋應(yīng)用中評估驅(qū)動器的功能。該設(shè)計讓用戶能夠輕松地將更多電路板連接在一起，以評估更復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如，三相逆變器。

STGAP4S現(xiàn)已投入生產(chǎn)，采用SO-36W寬體雙列直插式封裝。