【经验】内置稳压器的门级驱动IC，降成本、简化设计电路的首选

时间： 2019-07-16 来源：世强作者：honglei

电动汽车电机驱动隔离设计，市面上有很多，光耦隔离、容耦隔离、磁耦隔离等。因为不同的驱动隔离技术决定了其优势也大不相同，而驱动IC的正常工作是离不开电源的，其供电电源传统设计是利用变压器副边做单绕组产生单电源，再用稳压管将这个单电源切成+16V和-9V，参考如下图1所示。这样的设计缺点很明显：稳压二极管必须提供一个偏置电流以维持稳压性能，这个电流至少要10mA，而假定电源一共是25V，则稳压管上消耗的功率为0.25W。同时，IGBT通道上的驱动功率还会消耗一部分，假定车型为小型EV/轻型HEV，以20KHz的开关频率驱动一个650V/300A的IGBT（RENESAS AE4 IGBT），门极电荷为2μC为例，则IGBT驱动功率是20K*25V*2μC=10W。

用稳压管做外置稳压器设计缺点总结：
1）外置稳压管效率很低，浪费很多能量
2）为改善稳压管产生的耗损能量，需要额外加大PCB板面积做散热改善
3）原边DC/DC及变压器设计体积不可避免设计更大

图1：传统驱动IC外置稳压二极管方案

当然，还有将稳压管替换成LDO做输出电源稳压，这样的设计优点是+15V电源的稳定度比较好，损耗低些；不过缺点也明显，物料成本上升，需要变压器副边新增一组绕组、一个整流二极管和一个LDO，参考设计如图2所示。

图2：传统驱动IC外置LDO方案

为改善上面两种设计方案外置稳压二极管或LDO的劣势，世界知名半导体及电源转换系统供应商Power Integrations推出采用FluxLink信号隔离技术满足加强绝缘门级驱动IC SID11x2K，其中SID1182K工业级输出峰值电流可达8.0A，最大可驱动600A功率模块，其设计改善亮点是副边内置了一个稳压器，可以将单电源的+25V分割成+15V及-10V，其中+15V是被稳压的，这是一个闭环电路，如果Viso与VE之间的电压不是+15V，则内部稳压器会调整使得输出电压稳定在+15V；而-10V则是开环的，是不稳压的。VE管脚是芯片“造”出来的。Viso是+15V，VE是0V，COM是-10V；单电源的电压的数值可以设置成22V~30V之间的数值，参考电路如下图3所示。

图3：SID1182K内置稳压器单电源供电电路图

利用Power Integrations推出的SID1182K内置稳压器特性，可降低设计成本、减少PCB面积、降低DC/DC及变压器体积，同时其高输出电流能力达8A，无需外置推挽即可轻松驱动IGBT，同时其开关频率可达250KHz，工作温度-40℃~125℃，驱动600V/650V/1200V IGBT或MOSFET没有任何问题，不过因其独特的eSOP封装，具有9.5mm爬电距离和爬电间隙，设计时与主流的封装是不同的，不过如上众多的设计优势，降成本、简化电路设计，相信你会感兴趣选择它！想申请样品记得留言，有问题也请留言反馈或电话联系世强400-887-3266。

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星河入梦 Lv5. 技术专家 2020-05-23

很好的学习平台
terrydl Lv9. 科学家 2017-08-17

非常好的资源

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