瞻芯电子紧凑型IVCR1412比邻驱动芯片助力多管并联均流，集成负压和抗米勒效应，消除栅极电阻开关更快
在大功率变换系统中，多管并联能提升电流承载能力，增加输出功率，常用于电机驱动、电动汽车、电力传输等场景。但多管并联均流是一大挑战，这影响了系统中器件的温度分布，进而影响系统可靠性，最终成为限制系统功率和效率的瓶颈。
为了实现多管并联均流，瞻芯电子基于SiC MOSFET和SiC专用·比邻驱动™IVCR1412芯片开展了均流研究，在不同均流驱动方案和不同条件下，测试影响均流的因子，以提供均流方案建议。
多管并联测试平台及电流测试方法
为了便于测试采样，瞻芯电子以经典的双脉冲测试电路为基础（下图1），在半桥中的上下管位置采用4管并联（下图2），并用电流环（无损检测）来测试下管的导通电流Ids。
图1：双脉冲测试电路
图2：双脉冲4管并联电流测试
图3：对比同轴分流器和电流互感器的电流，说明电流测试方法可行
总体看，实现SiC MOSFET并联均流的关键是 “器件一致、结构对称、杂散最优”，具体又分为6方面影响因子如下，在后续测试中通过调整单一变量，来评估单一因子对均流的影响：
1、MOSFET的Vgs(th)、Rds(on)
2、MOSFET的Cgs、Cgd 、gfs和内部栅极电阻
3、MOSFET的驱动电路影响
4、MOSFET功率回路杂散电感
5、驱动电路的能力（外部栅极电阻、驱动回路电感）
6、MOSFET的散热条件/结温影响
SiC MOSFET的开通过程，按导通状态分为3个阶段（下图4），从P2阶段起，器件开始导通，可能出现不均流情况，因此P2-P3阶段为重点分析的阶段。
图4：SiC MOSFET开通过程的3个阶段
在P2阶段（下图5），影响均流的因子为：器件VGS(th)和CGS 、 CGD的差异，电流计算公式为Id=g∙(Vgs-Vth)，Vth是关键因子。
图5：P2为电流上升阶段
当挑选两颗Vth有差异的SiC MOSFET: A, B来测试，具体差异为Vth_B-Vth_A=0.6V，如下图6中，A、B管的电流差异为7.2A
图6：P2阶段中A，B管的电流差异
在P3阶段如下图7，影响均流的关键因素为器件Ron的差异。
图7：P3为器件导通阶段，电流有震荡
图8：A，B器件在导通时，不均流持续存在
图9：A，B器件呈现不均流
对比：传统并联驱动VS 新型分布式驱动
1、传统方案：Vg串联电阻并联驱动
在多管并联的桥式电路应用中，传统方案采用一颗芯片驱动多颗并联的单管，并用驱动输出端的串联电阻，来调节驱动电流，如下图10和11。传统动方案，有2个缺点：
线路较长，且布线不均衡，导致寄生电感差异
均流电阻容易引发米勒效应
图10：传统的Vg串联电阻并联驱动方案
图11：传统并联驱动测试板
2、新型方案：采用IVCR1412芯片的分布式驱动
瞻芯电子的SiC专用·比邻驱动™IVCR1412，封装极紧凑，可紧邻器件排布，在多管并联驱动应用中，有3点优势：一对一驱动，排布均衡，能让杂散电感最小化，且杂感比较一致；
集成负压和抗米勒效应，消除了栅极电阻，开关更快；
电流源驱动，可调峰值上拉电流，优化开通速度，同时动态均流。
采用IVCR1412驱动芯片来一对一地分布式驱动电路如下图12和13：
图12：一对一分布式驱动方案
图13：IVCR1412测试板
下面通过在2组不同测试条件下，对比2种方案的均流效果，来了解不同因子对均流的影响。
测试条件一：选用Vth一致，且Ron一致的SiC MOSFET，对比测试开关过程中并联的4颗单管的电流。
1、在关断过程中，传统方案（下图14）有明显的不均流，而采用IVCR1412芯片的分布式驱动方案（下图15）关断更快，均流效果更好。
图14：传统方案（UCC5350）用电阻驱动并联， 4管并联关断电流不一致
图15：分布式驱动（IVCR1412），4管并联关断电流一致
2、在开通过程中，传统方案（下图16）有明显的不均流，最大电流差异为12.5A，电流尖峰大小与器件位置有关，与功率器件无关；采用IVCR1412芯片的分布式驱动方案（下图17）开通更快，均流效果更好，仅有2A电流差异。
图16：用电阻驱动并联时，4管并联导通出现∆Id=12.5A的电流差异
图17：IVCR1412分布式驱动并联时，4管并联均流一致
测试条件二：当选用Ron一致，但Vth不同，差异为∆ Vth=0.6V的A，B两管，来测试电流差异。
在传统方案中，A，B管因驱动回路中不同的寄生电感，已产生不均流现象，当叠加器件Vth不同的影响，则出现更严重的不均流情况（图18），因此表明传统驱动方案对器件Vth的差异容忍度较低。
图18：传统方案（UCC5350）出现7.5A的较大电流差异
在分布式驱动方案（IVCR1412）中，A，B管因Vth差异导致的电流差异较小，仅为3.5A，如下图19：
图19：分布式方案出现3.5A的较小电流差异
均流测试小结
1、所选SiC MOSFET的Vth、Ron、Cgs、Cgd 和栅极电阻差异都会对并联均流产生负面影响，使用传统驱动方式时，对器件的一致性要求较高；
2、采用IVCR1412驱动SiC MOSFET并联，可容忍更大的Vth偏差， ∆Vth=0.6V（基于IV1Q12050T4测试）未出现严重不均流；
3、使用传统驱动SiC MOSFET并联，驱动回路和功率回路电感的差异对均流影响较大，若叠加器件参数不一致的影响，可能出现严重的并联器件不均流；
4、IVCR1412作为恒流源驱动，更有利于均流。
IVCR1412芯片简介
IVCR1412是瞻芯电子开发的SiC专用.比邻驱动™NextDrive™系列芯片之一。IVCR1412集成了负压偏置和有源米勒钳位功能，并消除了栅极电阻，为SiC MOSFET提供了一种方便、紧凑、可靠的栅极驱动解决方案，同时也适用于Si MOSFET和IGBT驱动。主要特性概括如下：
• 高达30V宽幅供电，且有欠压保护
• 能够兼容最低负（-5V）输入
• 集成-2V负电压输出
• 米勒效应抑制
• 80nS下沉电流折回控制
• 可配置输出驱动电流0.9A-2A
• 低传播延迟（16ns）
图20：SOT-23 -6封装引脚
图21：IVCR1412芯片典型驱动电路，若无需负压，可短接CN电容
IVCR1412应用技术问答
Q1：如何限制开通关断dv/dt与di/dt ?
A1：有2种方法：
通过调整CFG的配置电阻，来调整驱动电流，
在功率器件GS端并联Cgs电容（采用TO247-4封装时推荐）
图22：典型应用电路
Q2：如何利用IVCR1412抑制串扰尖峰?
A2：采用双脉冲测试方法，通过操作上管开通和关断，来测量下管GS串扰尖峰，抑制串扰尖峰的方法主要有2种：
调整上管驱动来调整dv/dt，来改变串扰尖峰。
通过在栅源GS间并联电容Cgs来吸收尖峰；
通过按800V SiC主驱逆变器的dv/dt与di/dt 要求来测试，验证了并联电容Cgs能有效抑制驱动尖峰。该测试条件为：IDS=80A，dv/dt>20V/ns，di/dt>4 A/ns。
当器件不并联电容Cgs时，驱动尖峰Vgs较大，如下图23：
图23：无电容Cgs，下管的串扰尖峰较大
当器件并联电容Cgs时，驱动尖峰Vgs较小，如下图24：
图24：有电容Cgs，下管的串扰尖峰较小
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由ll转载自瞻芯电子公众号，原文标题为:SiC MOSFET 多管并联均流方案及IVCR1412驱动芯片应用，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【应用】具有四个外部N MOS的电机驱动芯片DR703Q用于汽车电子水泵，可驱动双向刷直流电机
类比半导体电机驱动芯片DR703Q，具有可驱动双向刷直流电机、提供可调电流控制、控制多个直流电机和具有智能门驱动技术等特点，适合在汽车电子水泵系统中使用。
应用方案 发布时间 : 2023-03-11
【应用】瑞盟科技多通道电机驱动芯片MS32006用于球机机芯，每路最高驱动电流1A，支持1.8-5V输入
有客户在设计一款球机产品，其机芯部分采用了四颗步进电机，分别用来控制镜头光圈，镜头调焦以及红外滤光片。本文给客户推荐一款瑞盟科技的多通道电机驱动芯片MS32006，内部包含两路步进电机驱动和一路直流电机驱动。
应用方案 发布时间 : 2023-03-10
【应用】拓尔微电机驱动芯片TMI8837助力智能门锁设计，低导通内阻仅650mΩ
在智能门锁的设计中，一般会用通过MCU对电机驱动芯片进行的正转、反转、刹车等功能的控制。本文推荐拓尔微H桥低压直流电机驱动TMI8837。
应用方案 发布时间 : 2022-10-01
禾润（HEROIC）音频功放IC/电源管理IC/电机驱动芯片选型指南
描述- 禾润电子科技（嘉兴）股份有限公司成立于2006年8月。目前主要生产、销售的产品有三大类：音频类IC、电机驱动IC、电源及相关IC。
型号- HT6828,DRV8833,HTD8832T,DRV8837,A3988,A4950,DRV8313,HT317,HR8833,HR1124S,TSC2046,HT313,HTD5832,HR8837,TPS61088,HT4125,HR8313,TPA2012,DRV8825,SN741V1T125,A3979,HTD8810,HTD8811,HTD9901,HT97180,A3977,HT328,HT8696,HR4982,HR8548,HT8693,HT8691,HR4985,HT8692,HTR3212,HT326,HR8549,HR4988,HR8825,IS31FL3236A,HT7886,HT8697,HT560,HT8731,HT8698,HTR3218,DRV8813,TAS5760,HT0104,DRV8812,DRV8811,HTD8245,DRV8818,SGM4917,HT3339,LV8549,LV8548,HTD8236N,HT338,CS4344,HR8812,HT3335,HT0102,AW9523,IS31FL3218,HTD8811P,HTD9202,HTD8236,IS31AP4913,FP6291,PAM8908,HT862L,HT863,HT862,HT862T,HT4832,HT8515,HTR3236,HT8513,HT8787B,HTD8222,HR3988,DRV8872,DRV8870,HR1124LP,SN741V4T125,LP5300,HT5010,HT876,HT513,HT3355,HR8870,MP9486,HT350,HTD8211,TPA6132,SN3218,HR8812C,HR3977,DRV8837C,HR3979,A4988,A4982,HT8699R,A4985,HT7166,HT7167,PCM1808,HTD5988,TPA3138,HT368,HT8691R,HTD5984,HT760,TCA9539,IS31FL3206,HT360,HT6873,TCA9535,HT6872,HT6809,HTD8842P,HT71678,HTD8325,AD52090,TPS61178,HT7180,A4931,HT7181,CS8673,TXS0104,L9110,TXS0102,MP6507,HT91808,HR9110H,HT6881,HT7178,HT97220,HT4186,AN41908,HR4931,HT4182,HTD8842E,MAX97220,HT2046,SN3236,HT8789,HR9110S,HT4188,HT4066,HT4344,HT7179,SN3112,HT6819,TCA9555,HT6818,HT81293,HTD8831T,HTD9800,HTD9801,DRV8841,DRV8840,HT8310,HT878T,HT97230,HT7183,HTR3316,HT660,HT1125,HT8312,HT5169
研讨会2024功率器件新技术研讨会
描述- 11月21日在线直播，带来低导通电阻的功率MOS、集成驱动的GaN IC、IGBT新技术、用于电机驱动/BMS/移动储能的SGT MOS、高压车规SiC功率MOS、国产车规IGBT模块等功率器件新产品新技术，点击了解报名
议题- 降低20%导通电阻的功率MOS | 集成驱动的GaN IC | 沟槽栅场截止型IGBT新技术 | 适用于电机驱动/BMS/移动储能等应用SGT MOSFET | 1700V SiC功率MOS | 国产50A IPM模块 | 高可靠国产车规IGBT模块 | ROHM——专注功率，电源和模拟技术的全球知名半导体厂商 | EPC——基于氮化镓（GaN）功率管理器件的领先供应商 | 致力于功率器件和智能传感器技术的专业半导体厂商——瑶芯微（ALKAIDSEMI） | 中国半导体功率器件十强企业：扬杰科技（YANGJIE） | 致力于成为双碳时代功率半导体中国领跑者——阿基米德半导体（Archimedes） | 中国领先的碳化硅（SiC）半导体和芯片解决方案提供商——瞻芯电子（InventChip） | 专业从事电源管理、电机驱动、微控制器、传感器的集成电路和系统方案的设计与开发——华润微电子（CRM ICBG ） | Kyocera（京瓷）——全球领先的材料与电子元件制造商 | Shindengen（新电元）——“桥王”，整流桥全球份额占比约40% | 中国半导体功率器件十强的主板上市企业——新洁能（NCEPOWER） | 国内首家抗负压能力可达-40V/600ns的电机驱动（HVIC）制造商——数明半导体 | 国内领先的半导体分立器件整合制造商 (IDM) —— 捷捷微电(JieJie Microelectronics） | 国产一站式电路保护解决方案专家——硕凯（SOCAY） |
活动 发布时间 : 2024-10-12
【IC】芯谷马达驱动芯片D6299B，宽压范围3-25V，待机电流＜2μA，适用于玩具、自动阀门电机驱动等
芯谷科技D6299B是一款功能强大的马达驱动芯片，专为各种应用场景设计。其宽工作电压范围、微小待机电流以及多重保护功能，使其在众多马达驱动芯片中脱颖而出。
产品 发布时间 : 2024-08-22
Melexis嵌入式电机驱动芯片、智能电机驱动芯片以及温度传感器芯片等产品线表现出色，在第一季度赢得市场广泛认可
在2024年第一季度，MELEXIS嵌入式电机驱动芯片、智能电机驱动芯片以及温度传感器芯片等产品线均表现出色，赢得了市场的广泛认可。针对在汽车市场重点关注领域，成功推出了两项创新技术。其中，突破性的Triphibian™技术彻底革新了电动汽车的热管理系统。此外，工程团队凭借非接触式和无磁的Induxis®技术，对末端位置传感进行了全新定义，为电气化安全应用提供了高效可靠的电感式开关解决方案。
原厂动态 发布时间 : 2024-05-02
拓尔微携无刷驱动芯片、有刷马达驱动芯片和步进马达驱动芯片等芯片解决方案亮相上海电机展
为期三天的上海电机展已圆满落幕，拓尔微在展会全面展示了无刷驱动芯片、有刷马达驱动芯片和步进马达驱动芯片的芯片解决方案，展出TMI85303、TMI8122-Q1、TMI8420-Q1、TMI8150B等多款明星产品，同时还荣获2023年度“电机产业先锋奖“。
原厂动态 发布时间 : 2023-11-29
瞻芯电子开发的车规级5.7kVrms隔离驱动芯片IVCO141x量产，集成负压驱动/短路保护
瞻芯电子开发的3款5.7kVrms隔离型、单通道栅极驱动芯片IVCO141x正式量产，并导入多家客户试用。IVCO141x芯片集成了负压驱动/短路保护等功能，是针对SiC MOSFET应用特点而设计的比邻驱动®(NextDrive®)系列芯片之中的隔离型产品。现已获得车规级可靠性认证（AEC-Q100）。
产品 发布时间 : 2024-08-13
巴丁微电子（BD MCRIO）电机驱动芯片选型指南
描述- 深圳市巴丁微电子有限公司（简称“巴丁微”）成立于2016年9月，是一家专业的集成电路设计与系统方案设计的国家级高新技术企业，总部位于深圳市南山区国际创新谷。专注于高性能、高品质的模拟及数模混合集成电路芯片与系统方案研发与销售，其电机驱动控制、电源管理等产品广泛应用于消费类和工业控制领域。
型号- BDR2L00,BDR6133,BDR6121B,BDR6121,BDR6300,BDR6121H,BDR6200,BDR6120H,BDR6126,BDR6136,BDP4056,BDR6622T,BDR6831T,BDR6306,BD6525,BDR6319,BDR6307,BDR6318,BDR6120S,BDR6122TC,BDR6122T,BDR6316A
灿瑞科技携系列智能电机驱动芯片产品，亮相2024年中国电机智造与创新应用暨电机产业链交流会
灿瑞科技拥有系列智能电机驱动芯片，产品广泛应用于家电、玩具车、电脑、通信设备、办公自动化以及小功率伺服系统等领域，通过定制化、智能化手段，可拓展应用到机器人以及自动化生产设备领域。
原厂动态 发布时间 : 2024-07-09
【选型】迈来芯电机驱动芯片MLX81325用于60W水泵，内置32KB FLASH，存储容量大
客户正在做一个60W的水泵项目用在汽车内，需要选用到一款电机驱动芯片。本文为其推荐MELEXIS推出的MLX81325，最大可以满足100W的功率，同时内部集成MOS，成本要更优于外挂MOS的方案；内置32KB FLASH，工作电压范围宽。
器件选型 发布时间 : 2023-03-31
【IC】瞻芯电子新开发紧凑、智能的比邻驱动™（Nextdrive®）SiC专用驱动，支持多领域高效应用（上）
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™（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。
新产品 发布时间 : 2023-07-24
【IC】瞻芯电子量产了2款极紧凑封装的双通道驱动芯片IVCR2404MP，可兼容高达24V的输入
6月21日，瞻芯电子开发的2款极紧凑封装的栅极驱动芯片IVCR2404MP通过可靠性认证，并正式量产。这两款产品为24V 4A双通道栅极驱动系列芯片IVCR2404MP，采用极紧凑的MSOP-8封装，对比SOIC-8封装，占用PCB面积减少49%，体积减小68%。
产品 发布时间 : 2024-06-28
【产品】国产双路全桥式步进电机专用驱动芯片L298N，助力二相和四相步进电机驱动
上海国芯L298N为双全桥式步进电机专用驱动芯片，内部包含4信道逻辑驱动电路，是一种二相和四相步进电机的专用驱动器，可同时驱动2个二相或者1个四相步进电机，工作电压可高达36V，总直流电流可到4A，内置高温保护，逻辑“0”电位输入电压高达1.5V；可驱动36V、2A以下的步进电机，且可以直接通过电源来调节输出电压。
新产品 发布时间 : 2019-05-17
电子商城
现货市场
服务
提供电机的输出反电势波形测试、驱动芯片输入/输出波形测试服务，帮助您根据具体应用场景来选择适合的电机驱动芯片型号，确保电机驱动芯片能够与其他系统组件协同工作达到最佳效果。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 成都 提交需求>
世强深圳实验室提供Robei EDA软件免费使用服务，与VCS、NC-Verilog、Modelsim等EDA工具无缝衔接，将IC设计高度抽象化，并精简到三个基本元素:模块、引脚、连接线，自动生成代码。点击预约，支持到场/视频直播使用，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论