基于电机控制的几种栅极驱动器解决方案有哪些（基于电机控制的几种栅极驱动器解决方案是什么）

作者：毛里齐奥迪保罗埃米利奥

电动机是一种将电能转化为机械能的装置，可用于移动与其连接的铰接机构。电动机必须能够从零速产生大量扭矩，并且必须在整个负载范围内保持高效。它还需要有简单的驱动和控制系统。

直流电机以连续形式使用电能。它们通常功率较小，特别适合需要低驱动扭矩和一定操作灵活性的所有应用。交流电机分为同步电机和异步电机，可以使用单相或三相交流电。特别是，同步电机的速度与正弦电流的频率严格相关。

在选择理想的电机之前，工程师需要了解负载的重量和尺寸以及负载的移动速度。因此，电机在负载下的工作区域必须低于电机的扭矩曲线。电机选型的标准方法是假设“极端”条件（换句话说，确定应用的峰值扭矩和速度要求），以确保合理的运行裕度。

交流电机

从通风到流体和固体材料的运输，可靠的交流电机对于许多工业过程至关重要。交流电机驱动设计者不断努力实现节能和尺寸减小。 Power Integrations 的栅极驱动器解决方案为紧凑型、标准和优质交流电机驱动器提供卓越的效率和无与伦比的集成度。

Power Integrations 提供多种栅极驱动器解决方案。 SID11x2K 系列以采用标准eSOP 封装的单通道IGBT 和MOSFET 驱动器为代表。使用Power Integrations 的创新固态绝缘体FluxLink 技术可实现增强的电流隔离。高达8 A（峰值）的输出驱动电流使该产品能够驱动高达600 A（典型值）的设备，而无需任何其他有源组件。

图1：SID11x2K的典型应用图

SID1183K 系列是另一个类似的栅极驱动器解决方案，基于eSOP 封装中的单通道IGBT 和MOSFET 驱动器。其他功能包括具有高级软关断(ASSD) 的短路保护(DESAT)、初级侧和次级侧的欠压锁定(UVLO) 以及轨到轨输出、具有温度和工艺补偿的输出阻抗，即使在恶劣的环境下也能确保安全运行状况。

图2：SID1183K的典型应用图

它具有260 ns 的低传播延迟时间、5 ns 的传播延迟抖动和高共模瞬态抗扰度。 FluxLink 技术可实现初级侧和次级侧之间的安全隔离。

直流电机

无刷直流电机(BLDC) 比有刷电机更高效、更可靠。它们的应用越来越多地涉及家用电器和消费电子产品。随着这些应用的效率标准不断提高，还需要更好的功率转换技术来最大限度地降低总体功耗并简化设计。

驱动器是BLDC 控制的基本元件。它是一种功率放大器，可产生电压输出来驱动H 桥电路的高电流高侧和低侧IGBT 栅极。为了满足未来的巨大需求，Power Integrations针对功率高达400 W的BLDC发动机推出了全新的BridgeSwitch系列产品。这种高压半桥电机效率高达99.2%，无需散热器，并减少了时间和成本。软件认证费用。

功率集成BridgeSwitch 驱动器系列采用先进的FREDFET（快速恢复二极管场效应晶体管），并具有集成无损电流感应功能。

IHB 驱动器卓越的效率与分布式冷却架构相结合，降低了系统重量和成本。集成的无损电流传感系统、总线电压传感电路和全系统热传感电路使该系列器件非常适合家用电器中使用的BLDC 电机。

工业电机

工业电机和中压驱动器经久耐用，确保高可靠性和可用性，能够承受恶劣的环境条件。 Power Integrations 在为工业电机提供强大的栅极驱动器解决方案方面拥有悠久的历史，支持多层拓扑以及H 桥系列MVD。

图3：2SC0435T 框图

2SC0435T 是Power Integrations 推出的一款适用于工业应用的紧凑型驱动器，占地面积仅为57.2 x 51.6 mm，整体尺寸为20 mm。与传统解决方案相比，SCALE-2+ 芯片组减少了高达85% 的组件数量，从而显着提高了可靠性并降低了成本。该器件提供完整的两通道驱动核心，包含驱动所需的所有组件，包括隔离式DC/DC转换器、短路保护；和电源电压监控。两个输出通道中的每一个都与主通道和另一个辅助通道电隔离。

直流马达

伺服电机的工作原理与步进电机类似，但有一些基本差异需要考虑。在传统的伺服系统中，控制器通过脉冲/方向或模拟位置、速度或扭矩命令向电机驱动器发送信号。下一代控制器使用现场总线架构。然后，驱动器发送每个电机相所需的正确电流量。电机反馈返回至驱动器，如有必要，也返回至控制器。驱动器使用此信息来正确切换转子并发送有关移动轴位置的可靠数据。因此，伺服电机被视为“闭环”，并具有编码器（反馈），可连续向控制器发送位置。

Power Integrations 拥有广泛的可靠栅极驱动器产品组合，从IC 和驱动器内核到即插即用驱动器，提供了具有增强的安全功能和经过认证的隔离的高集成度。配备新型SCALE-2+ 芯片组的双通道栅极驱动器内核2SC0106T 是一款高性能双通道IGBT/MOSFET 栅极驱动器内核，适用于功率范围为37 kW 至110 kW 的1200 V IGBT。 2SC0106T 可驱动600V 至1200V 的IGBT，集电极电流高达450A，开关频率高达50kHz。 2SC0108T是新型SCALE-2双驱动核，集紧凑设计、高可靠性和广泛适用性于一体。

2SC0108T 可驱动高达600 A/1200 V 或450 A/1700 V 的所有传统IGBT 模块。2SC0108T 将完整的两通道驱动器内核与驱动所需的所有组件相结合，例如隔离式DC/DC 转换器、短路保护和电源电压监控。两个输出通道中的每一个都与初级侧和另一个次级通道电隔离。

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