必易微新推650V高可靠半桥栅极驱动器KP85402，具有完善保护功能，聚焦家用电器、工业新能源等应用
现代功率电子应用是基于功率半导体器件的开关技术，而所有功率开关器件均需要合适的栅极驱动解决方案。栅极驱动器作为连接功率器件与微控制器的重要器件，通过接收来自微控制器（MCU/DSP）的控制信号，提供功率开关器件栅极所需驱动电压，实现功率器件开通与关断，从而完成各类功率电子应用。
必易微新推出的栅极驱动器KP85402，聚焦家用电器、工业新能源等应用场合，可为客户提供高可靠性、低成本栅极驱动解决方案。
图 1. 家用电器类应用
KP85402产品亮点
KP85402开关节点耐压为650V，输出峰值拉电流和灌电流能力分别为300mA和1000mA，专用于驱动功率MOSFETs或IGBTs。KP85402在开关节点VS瞬态-60V（100ns）情况下可保证系统正常工作，可支持100V/n的dv/dt变化。
此外，KP85402具有完善保护功能，包括：输入浮空或输入脉冲宽度不足时，输出保持低电平；内置互锁和死区保护功能，可防止高低侧驱动同时打开；同时具有高侧和低侧UVLO保护，系统可靠性强。
图 2. KP85402典型应用电路
针对家用电器、工业新能源等应用场合，可靠性是客户器件选型的首要考虑因素。对栅极驱动器而言，可靠性可从以下几个方面来衡量。
亮点1 开关节点负压能力
在半桥拓扑应用中，通常使用感性负载，同时因为功率器件自身寄生电感和功率回路寄生电感，在高侧功率管关断时，续流回路在开关节点会产生负压。该负压包含一个由寄生电感L3、L4导致的较大动态尖峰负压和一个由线路寄生电阻以及下管体二极管D2导通导致的较低静态负压，如图3所示。
图 3. 开关电流路径及VS电压
当开关节点负压越大时，栅极驱动芯片内部器件承受更高电压应力，更容易击穿失效。同时开关节点VS负压越大，导致栅极驱动芯片高侧供电节点HB瞬态电压越低，当H 电压低于参考地COM时，内部寄生二极管导通可能引起逻辑错误或者芯片烧毁，影响栅极驱动器的可靠工作。因此，更高的开关节点负压承受能力可以提升恶劣工况下功率系统的可靠性。
KP85402开关节点负压能力测试波形如图4所示，在VDD电源电压为15V，VS瞬态负压-60V（100ns）条件下，高侧输出逻辑无异常，芯片未损坏；在输入HIN控制信号为20kHz开关频率条件下，开关节点负压拉到-10V，输入信号HIN仍能准确控制输出信号HO。
图 4. KP85402开关节点负压测试波形
根据实测数据，在同样测试条件下，综合对比测试市面上几款同类产品，必易微KP85402负压承受能力与国际一线品牌承受能力相当，处于国内先进水平。
表 1. 负压能力对比
亮点2 开关节点
高dv/dt噪声抑制能力
高压半桥栅极驱动器高侧驱动电路多采用自举式电路结构，利用栅极驱动器内部的电平移位电路可将低压逻辑控制信号传递至高侧。由于高侧控制驱动电路参考于开关节点VS，在高速开关状态下，芯片内部的寄生电流会通过耦合路径传递至低压侧，当芯片内部存在失配时，会产生差模干扰信号，从而影响正确的输入输出逻辑。
KP85402采用必易微特有的电平位移和共模噪音抑制技术，可有效抑制开关节点高速开关过程中产生的共模噪音干扰，防止误触发，从而保证系统正常可靠运行。根据实测数据，KP85402开关节点dv/dt在100V/ns时，高侧HO输出未发生异常，并具有较大的可靠性裕量。
图 5. 输出开关节点dv/dt变化（109V/nS）
亮点3 更低的传播延迟与延迟匹配
在半桥开关电路中，传播延迟与延迟匹配是栅极驱动器的关键参数，更低的传播延迟意味着更快的响应能力，如短路保护或精确限流就要求控制回路响应时间足够短。
此外，栅极驱动器的高侧与低侧之间的传播延迟可能也会有所不同，由于芯片内部电路和器件之间的差异（例如高侧驱动器的传播延迟比低侧驱动器更长），高低侧输出的高电平驱动信号可能会在某些开关周期（甚至包含死区时间） 内重叠，如果发生这种情况，将会出现短路并导致功率开关器件或负载损坏。综合对比测试市面上几款同类产品，必易微KP85402具有更低的传播延迟与延迟匹配。
图 6. 传播延迟对半桥开关的影响
表 2. 传播延迟与延迟匹配对比
亮点4 较高的驱动电流能力
半桥开关电路存在串扰问题，例如低侧开关器件保持关断，高侧开关器件打开时，开关节点VS电压被迅速拉高至母线电压VBUS的过程中，低侧开关器件米勒电容两端电压快速变化，产生位移电流Igd，并通过栅极关断电阻以及LO内部等效下拉电阻产生电压降，如果这个电压降大于低侧开关器件的开通阈值，低侧器件就会开通，从而导致半桥电路直通甚至损坏。KP85402驱动灌电流能力为1000mA，具有更强的位移电流吸收能力。
另一方面，在实际应用系统中，工程师们总是在开关损耗和EMI表现之间权衡。在开关损耗允许的范围内，栅极驱动器的输出与开关器件栅极之间往往会串联适当驱动电阻，以限制开关器件的开通速度，从而优化EMI表现。不同功率段，该优化的驱动电流不同。更大的驱动电流意味着能够适配更宽范围的功率应用。相比于市面上几款同类产品，必易微KP85402产品，具有较高的峰值驱动电流能力。
图 7. 半桥电路串扰问题
表 3. 峰值驱动电流对比
亮点5 其他可靠性表现
KP85402还集成有高低侧欠压锁定（UVLO）功能，确保半桥栅极驱动器驱动的外围功率器件有足够的栅极电压，可以完全打开功率器件。KP85402 集成内部互锁和死区保护功能，在输出状态改变时，可自动插入死区，确保栅极驱动器高低侧一侧打开前，另一侧完全关断，防止高低侧共通的情况发生。
此外，KP85402还集成有输入脉冲滤波功能。实际应用系统在功率器件开关时会产生较大的dv/dt和di/dt，该开关噪声会耦合到与栅极驱动器相连的控制信号线，栅极驱动器的输入端会产生电压尖峰干扰，并使驱动器产生错误的驱动信号，导致开关器件误开通与误关断，使得系统无法正常工作。KP85402内部集成的输入脉冲滤波器能够滤除这些尖峰噪声信号，保证系统可靠运行。
图 8. KP85402 综合性能参数表现
总结、样品及资料获取
综合对比测试市面上几款同类产品，必易微KP85402具有高可靠性、高性价比以及优异的性能指标。可满足大多数风筒、吊扇、烟机、逆变电源、不间断电源等应用需求。如需了解更多产品资讯，请随时联系世强平台工作人员。
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基本半导体（BASIC）碳化硅功率器件选型指南
深圳基本半导体有限公司是中国第三代半导体行业创新企业，专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。公司总部位于深圳，在北京、上海、无锡、香港以及日本名古屋设有研发中心和制造基地。公司拥有一支国际化的研发团队，核心成员包括二十余位来自清华大学、中国科学院、英国剑桥大学、德国亚琛工业大学、瑞士联邦理工学院等国内外知名高校及研究机构的博士。
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必易微（KIWI）家用电器电源选型指南
公司介绍 家用电器电源产品选型表 家用电器电源产品方案和应用介绍
必易微 - 单相高压直流电机全桥控制器,高可靠性栅极驱动,驱动芯片,同步降压变换器,DIRECT AC-AC CONVERTER,电源管理芯片,H 桥电机驱动器,易用高性能同步降压转换器,直接交交变频器,电机驱动控制芯片,KP3282,KP21825C,KP3281,KP52X218,KP311A,KP2264H,KP311B,KP522211,KP3116,KP525208,KP525201,KP86202,KP86201,KP36374,KP36572,KP82201,KP36373,KP8110X,KP521405,KP522218,KP521403,KP3114,KP3112,KP3311,KP3210B,KP521403A,KP522201,KP526208,KP523211,KP81103,KP81102,KP85302,KP81101,KP85301,KP3221,KP522208,KP522405,KP3224,KP523218,KP3222,KP85309,KP2161M,KP3211B,KP2262H,KP526201,KP2126,KP321AB,KP36675,KP36674,KP36673,KP85211,KP523201,KP52X201,KP523208,KP3212B,KP52X208,KP2161,KP521405A,KP3206,KP3205,KP524201,KP85321,KP52X211,KP3284,KP524208,KP21824M,电陶炉,高端 IH 饭煲,户外交流电源,电动工具,智能照明,通用电源,应急灯,厨房家电,调光器,不间断电源,UPS,电磁炉,管道风机,洗衣机,墙壁开关,变频器电源,路由器,加湿器,风扇,卷发器,普通饭煲,智能风扇,智能音响,养生壶,消防应急,大功率家电,家电,白家电,IOT 智能,小家电电源,门铃主控板,电茶炉,机顶盒,安防,有刷直流电机驱动,电暖器,咖啡机,网络家庭终端,移动支付终端,IOT,压力锅,电饭煲,中大功率 DC-DC,IOT智能,扫地机器人,光伏逆变,板卡辅助电源,白电,生活家电,变频家电,智能电表,抽油烟机,微波炉,直发器,大功率散热风扇,高端IH饭煲,行走机器人,落地扇,洗碗机,电水壶,LED 照明,单相高压直流电机,波轮洗衣机
【经验】基于栅极驱动器BM6104FV-C与IXDD609的SiC MOSFET驱动电路设计
SiC MOSFET对驱动要求高，主要体现在驱动电压和驱动速度。SiC MOSFET标称驱动电压范围一般为-6~22V，其开启电压一般很低，并随温度上升而降低，但只有达到18-20V时，才能完全开通。硅器件的驱动电压最高一般为15V，所以驱动不能直接用于驱动SiC MOSFET。笔者针对应用要求，在实际设计中选用ROHM BM6104FV-C栅极驱动器并在后级添加力特的IXDD609进行功率放大。
SILM5350单通道10A隔离式栅极驱动器
SiLM5350是一款单通道隔离栅极驱动器，适用于IGBT和MOSFET。它提供10A源电流和10A吸收电流，具有分立输出以独立控制上升和下降时间。该产品具备高共模瞬态免疫力（CMTI）、低传播延迟、小脉冲宽度失真和高工作温度等特点，适用于各种电机驱动、太阳能逆变器、工业电源和家用电器。
数明半导体 - SINGLE CHANNEL, ISOLATED GATE DRIVER,单通道10A隔离式栅极驱动器,单通道、隔离式栅极驱动器,SINGLE CHANNEL 10A ISOLATED GATE DRIVER,SILM5350SABCA-DG,SILM5350RABCA-DG,SILM5350HGDCM-DG,SILM5350FGDCM-DG,SILM5350SDBCA-DG,SILM5350MGDCM-DG,SILM5350RDBCA-DG,SILM5350PABCA-DG,SILM5350HABCA-DG,SILM5350MABCA-DG,SILM5350RBDCM-DG,SILM5350MDDCM-DG,SILM5350FABCA-DG,SILM5350SGDCM-DG,SILM5350PBDCM-DG,SILM5350RGBCA-DG,SILM5350PGBCA-DG,SILM5350HDBCA-DG,SILM5350PDBCA-DG,SILM5350FDBCA-DG,SILM5350MADCM-DG,SILM5350SDDCM-DG,SILM5350HGBCA-DG,SILM5350SBBCA-DG,SILM5350MBBCA-DG,SILM5350SADCM-DG,SILM5350FGBCA-DG,SILM5350,SILM5350M,SILM5350H,SILM5350F,SILM5350MBDCM-DG,SILM5350HBDCM-DG,SILM5350FBDCM-DG,SILM5350SGBCA-DG,SILM5350FADCM-DG,SILM5350PBBCA-DG,SILM5350RBBCA-DG,SILM5350SBDCM-DG,SILM5350RGDCM-DG,SILM5350PGDCM-DG,SILM5350HDDCM-DG,SILM5350RDDCM-DG,SILM5350PDDCM-DG,SILM5350P,SILM5350MDBCA-DG,SILM5350R,SILM5350S,SILM5350FDDCM-DG,SILM5350HBBCA-DG,SILM5350MGBCA-DG,SILM5350 FAMILY,SILM5350PADCM-DG,SILM5350HADCM-DG,SILM5350FBBCA-DG,SILM5350RADCM-DG,IGBTS,INDUSTRIAL POWER SUPPLIES,BRUSHLESS DC MOTOR DRIVES,RENEWABLE ENERGY INVERTERS,高压DC-DC变换器,MOSFETS,HIGH VOLTAGE DC-DC CONVERTERS,工业电源,可再生能源逆变器,MOSFETS器件,交流电机驱动,无刷直流电机驱动,AC MOTOR DRIVES
国内首款车规级隔离型IGBT栅极驱动芯片：输出峰值电流3.5A | 功率器件专场 世强硬创新产品研讨会
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SIC2101AS 集成自举二极管的半桥栅极驱动器产品规格书
SIC2101AS是一款650V耐压的集成自举二极管的半桥栅极驱动器，适用于驱动功率MOSFETs或IGBTs。该产品具备70mA拉电流和250mA灌电流能力，采用微高压器件工艺技术，具有优秀的电流输出和抗瞬态干扰能力。它支持最高50V/ns的dv/dt变化，并提供了完善的保护功能，包括输入浮空、输入脉冲宽度不足时的低电平输出、互锁保护和死区保护。
深爱半导体 - 半桥栅极驱动器,SIC2101AS,功率MOSFETS,IGBTS,IGBTS公司
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