英飛凌絕緣體上硅(SOI)高壓驅(qū)動(dòng)芯片的三個(gè)優(yōu)勢(shì)

作者：時(shí)間：2022-06-20 來(lái)源：英飛凌

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現(xiàn)在的高功率變頻器和驅(qū)動(dòng)器承載更大的負(fù)載電流。如下圖1 所示：由于功率回路里的寄生電感（主要由功率器件的封裝引線(xiàn)和PCB的走線(xiàn)產(chǎn)生的），電路中VS腳的電壓會(huì)從高壓母線(xiàn)電壓（S1通S2關(guān)時(shí)）變化到低于地的負(fù)壓（S1關(guān)閉時(shí)）。圖一右邊波形中的紅色部分就是VS腳在半橋感性負(fù)載電路中產(chǎn)生的瞬態(tài)負(fù)電壓。

本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/202206/435324.htm

電平轉(zhuǎn)移高壓驅(qū)動(dòng)芯片有兩個(gè)主要組成部分：

1 電平轉(zhuǎn)移電路，其作用是把以COM腳為參考的輸入邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換成以VS腳為參考的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

2 自舉二極管，對(duì)浮地端的供電電容進(jìn)行充電。

對(duì)于這兩部分電路，英飛凌的SOI驅(qū)動(dòng)芯片有著明顯的優(yōu)勢(shì)：

1. VS腳優(yōu)異的抗負(fù)壓能力

這個(gè)瞬態(tài)負(fù)壓尖峰會(huì)引起驅(qū)動(dòng)芯片工作出錯(cuò)進(jìn)而損壞功率器件，有時(shí)會(huì)直接損壞驅(qū)動(dòng)芯片。這種負(fù)電壓尖峰在大電流和高速開(kāi)關(guān)時(shí)（尤其在使用寬禁帶器件：碳化硅和氮化鎵時(shí)）變的越來(lái)越大。器件的耐負(fù)壓能力成了選擇高壓驅(qū)動(dòng)芯片在這些應(yīng)用領(lǐng)域里的關(guān)鍵因素。

在英飛凌的SOI技術(shù)中，芯片有源區(qū)和襯底之間是絕緣的，不存在像常規(guī)硅技術(shù)驅(qū)動(dòng)芯片那樣的寄生三極管和二極管，所以不會(huì)出現(xiàn)上述的負(fù)VS電壓引起的問(wèn)題。

英飛凌的SOI高壓驅(qū)動(dòng)芯片有著非常高的耐負(fù)壓能力，VS腳可以承受300ns的負(fù)100 V的電壓。

2.極低的電平轉(zhuǎn)移電路損耗

電平轉(zhuǎn)移電路把低壓端的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳輸?shù)礁邏憾?，傳輸過(guò)程中消耗的能量決定了電平轉(zhuǎn)移電路的損耗。隨著開(kāi)關(guān)頻率的增加，電平轉(zhuǎn)移電路的損耗所占整個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片損耗的比重越來(lái)越大。

英飛凌SOI高壓驅(qū)動(dòng)芯片的電平轉(zhuǎn)移電路消耗的能量非常小。驅(qū)動(dòng)芯片的超低損耗大大提高了高頻應(yīng)用的設(shè)計(jì)靈活性，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的效率，從而提升了系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品的壽命。

圖2，相同封裝和同等驅(qū)動(dòng)能力，不同技術(shù)的高壓驅(qū)動(dòng)芯片的溫度測(cè)試對(duì)比圖(同樣測(cè)試條件和PCB板),英飛凌的SOI高壓驅(qū)動(dòng)芯片比其它芯片的溫度低55.6°C.

3.芯片內(nèi)部集成的自舉二極管

高壓驅(qū)動(dòng)芯片的浮地端電路普遍使用自舉供電，這是一種簡(jiǎn)單和低成本的供電方案。但是常規(guī)的硅技術(shù)的高壓驅(qū)動(dòng)芯片必須外加自舉二極管，或使用芯片內(nèi)部集成的低效自舉MOSFET和額外的內(nèi)部控制電路實(shí)現(xiàn)自舉供電。

英飛凌的SOI驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部集成了超快恢復(fù)自舉二極管，優(yōu)異的反向恢復(fù)特性和小于40歐姆的動(dòng)態(tài)電阻，大大拓寬了芯片的使用范圍，可以驅(qū)動(dòng)更大容量的功率器件而不會(huì)過(guò)熱，從而簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)成本。