原创 栅级驱动器介绍

一、栅极驱动器介绍

栅极驱动器介绍，为什么需要栅极驱动器，在数字信号和功率信号，数字信号是输出没有驱动能力，通常也只有1.2V ,2.5V, 3.3V,5V，不只是电压低，无法驱动12v的MOSFET，20V-30V的IGBT，　SIC等，而且没有驱动电流能力，所以需要一个栅极驱动器起到桥梁的作用

1.栅极驱动器的作用总结如下：

1.1 将控制器的低压信号转化为更高电压的驱动信号，以实现功率器件稳定导通和关断。

1.2 栅极驱动器能提供瞬态的拉和灌电流，提高功率器件的开关速度，降低开关损耗。

1.3 驱动器能够有效隔绝高功率电路的噪声，防止敏感电路被干扰。

1.4通常驱动器集成了保护功能，有效防止功率器件损坏。

可见，栅极驱动的使用是为了让功率器件能更好的在系统中发挥作用

2. 常见的功率器件有如下四种：

Si -MOSFET耐压在20V-650V适用于小功率系统。Si-IGBT耐压大于650V，耐流能力强，适用于高压高功率系统。Si-MOSFET和Si-IGBT都属与Si基的功率器件，制造工艺成熟稳定，目前已经得到广泛使用。

 SiC-MOSFET耐压能力与IGBT相当，但其开关速度快，开关损耗小，更适用于高压高功率系统。GaN器件目前由于工艺受限，通常耐压在650V以下，但开关性能优势明显，适用高频高功率系统。SiC-MOSFET和GaN器件属于第三代宽禁带半导体，性能较Si基器件优势明显，未来应用市场广泛。 

3. 工业领域常用的驱动产品类别

不同的功率器件对栅极驱动要求有所不同，目前可针对四种功率器件，分别开发出了与之适配的驱动产品。

4.无锡明芯微电子提供了10多款低边驱动方案如下

以上针对的是低压的底边驱动，不需要隔离，那么高压隔离又有很种类

二、隔离方案介绍

1、为什么需要隔离

在一个高压功率系统中，通常存在高压与高压之间的隔离，高压与低压之间的隔离。那为什么需要隔离驱动？一是为了避免高压电对人体产生伤害，通过隔离以满足安全标准。第二是保护控制系统，免受雷击、高压瞬变等造成的破坏。第三消除接地环路，减小高压侧对低压侧干扰。第四实现电压或电流的变化及能量的传递。

2、常见的隔离方案介绍

在内部BCD芯片中，BCD芯片工艺有３种隔离方案，第一种是结隔离，采用PN节的方式，把高压和低压隔离开！　第二种是深沟槽隔离DTI,　第三种是SOI隔离。

在外部的隔离中，常用的是，第一种光耦隔离。通过发光二极管和光电晶体管实现信号传输。优点是成本低。缺点是抗共模干扰能力弱，温度范围受限，使用寿命短。第二种隔离方案是磁隔离方案，芯片内部集成微型变压器和电子电路，从而实现信号传输。磁隔离芯片的优点是，寿命长，使用温度范围宽，CMTI能力强，其缺点是工艺复杂，成本高，EMI问题突出。第三种隔离方案是电容隔离，通过隔离电容和电子电路实现信号传输。通常采用二氧化硅作为绝缘材料。容隔的优点是成本低，隔离寿命长，应用的温度范围宽，CMTI能力强。