瞻芯电子比邻驱动系列碳化硅(SiC)专用栅极驱动芯片介绍

比邻驱动(Nextdrive)是瞻芯电子自主创新开发的一系列碳化硅(SiC)专用栅极驱动芯片，具有紧凑、高速和智能的特点。

这是瞻芯电子凭借核心团队在多领域的专业经验，依据自主开发的碳化硅 MOSFET的实际参数，结合高压大功率电源、逆变器、高速电机驱动等多个行业领先客户在各类应用遇到的实际问题，成功定义和开发的一系列碳化硅专用驱动芯片。因为封装紧凑，芯片可紧邻器件布局，因此命名为比邻驱动，同时Nextdrive也寓意为“下一代”的创新驱动产品。

开发背景

为了充分发挥碳化硅(SiC)MOSFET的优势，需采用合理的驱动电路以满足碳化硅(SiC)MOSFET的特殊要求。因为碳化硅(SiC)MOSFET比传统的硅(Si)器件的开关速度和开关频率快上十多倍，所以驱动回路必须具备较小的杂散电感、足够的驱动能力、高精度的负电压、精确可控的短路时间，以及灵活可调的软关断。

综上，驱动碳化硅(SiC)MOSFET的要求有： 1. 需要串扰抑制、负压关断和噪声处理，以防止误导通。 2. 需要快速的短路保护功能，并防止误触发短路保护。 3. 高度集成化的功能，以满足系统的小型化要求。 4. 尽量减小驱动回路的寄生效应，以降低开关损耗。

基于碳化硅(SiC)MOSFET的应用特点，瞻芯电子创新开发了比邻驱动TM(Nextdrive)系列碳化硅 (SiC)专用栅极驱动芯片，以确保碳化硅 MOSFET安全、可靠和高效运行，也能有效降低应用系统的总体物料成本。该系列已推出产品如下：

隔离与非隔离驱动的选择

在选择隔离型或非隔离型栅极驱动芯片时，可综合考虑以下几方面：

安全性和可靠性：对电气隔离有高要求的场景，选隔离型驱动芯片；无须隔离的场景，选非隔离型驱动芯片。

抗干扰性：评估系统对外界干扰的敏感程度，对于容易受到干扰的应用，选择隔离型驱动芯片，因其抗干扰性能更好。

成本预算：衡量系统设计和制造的成本，非隔离型芯片通常成本更低，有助于降低整体成本。

由于很多工程师习惯性选择隔离型驱动芯片，但也有一些应用场景更适合采用非隔离驱动芯片，比如：

不需要隔离的应用，如：PFC电源/电动空调压缩机/PTC电源等；

若功率回路是PCB布局的第一考虑因素，则驱动设计要作取舍，隔离部分可能跟驱动部分距离较远；

多管并联，分布式非隔离驱动方案；

比邻驱动IVCR1401/2芯片介绍

比邻驱动IVCR1401/2是业界首创的紧凑、高速、智能的碳化硅(SiC)MOSFET专用低侧栅极驱动芯片，也适用于自举高侧栅极驱动。IVCR1401/2采用紧凑的 8 引脚封装，兼容宽范围供电（高达35V），能提供4A峰值拉灌电流，且内部集成-3.5V负压，能够高效、可靠地驱动碳化硅(SiC) MOSFET，且兼容IGBT驱动。同时安全性方面，集成了退饱和短路保护，并内置消隐时间，还有欠压锁定(UVLO)与故障报警功能。

由于IVCR1401/2集成了最关键的负压驱动功能，对比其它依靠外围电路提供负压的方案，采用IVCR1401/2（方案三）具有明显优势：

关于IVCR1401/2集成的短路保护功能，有3个特点：

内部恒流源增加到1mA，让响应速度更快，抗噪耐量更高；

阈值提高到9.5V，提高抗噪能力；

可通过外围的R1来调整触发阈值；

比邻驱动IVCR1412芯片介绍

比邻驱动IVCR1412是业界第一款集成负压和米勒效应抑制功能，且为极紧凑SOT23-6封装的栅极驱动芯片。

因为IVCR1412输出准电流源，从而免除了栅极电阻，又能贴近功率管安装，则让栅极驱动环路最大限度地减小杂散电感，提升动态均流的效果明显。由于栅极驱动环路上没有栅极电阻，IVCR1412的强下拉输出可实现有源米勒效应抑制功能，从而可靠地关断MOSFET。

IVCR1412可为SiC MOSFET、Si MOSFET和IGBT提供简便、紧凑且可靠的栅极驱动解决方案，主要特点及应用框图如下：

相关链接：紧凑型SiC栅极驱动IVCR1412，集成负压和米勒效应抑制功能

隔离型IVCO1A0x芯片介绍

IVCO1A0x芯片是一系列具备隔离功能的单通道栅极驱动芯片，可兼容多数数字控制器的工作电压，并提供8.5A峰值拉电流和10A峰值灌电流，输出电压最高可达36V，因此能有效驱动 SiC/ Si MOSFET 和Si IGBT，并且集成了欠压保护(UVLO)功能。 功能方面有2种型号：分离式输出(IVCO1A01)和有源米勒钳位(IVCO1A02)。IVCO1A01可独立调节开通和关断速度，以寻求开关损耗和EMI性能的最优平衡；IVCO1A02可提供有源米勒钳位保护功能，以防止因米勒效应引起的误导通。

注：以上型号中Q代表符合车规级(AEC-Q100)标准。

相关链接：隔离驱动芯片IVCO1A0x获车规级认证，助力汽车电子应用

瞻芯电子在“2023年碳化硅功率半导体和芯片技术研讨会”上专题介绍过比邻驱动(Nextdrive)系列芯片及众多产品和应用报告，为了帮助更多业界伙伴开发和应用，故将陆续精选内容发布。

本文因篇幅有限，分为上下两篇展开，下篇将介绍比邻驱动(Nextdrive)系列芯片在下列场景的应用：

车载空调压缩机应用

叉车充电机应用

车载PTC加热方案

风机驱动方案

IVCR1412芯片多管并联

Local Buffer方案

审核编辑：汤梓红