所有類型的電動汽車（EV）的高功率、高電壓要求，包括電動公交車和其他電子交通電源系統(tǒng)，需要更高的碳化硅（SiC）技術(shù)來取代舊的硅FET和IGBT。安全高效地驅(qū)動這些更高效的SiC器件可以使用數(shù)字而不是模擬柵極驅(qū)動器來實(shí)現(xiàn)，許多非汽車或非車輛應(yīng)用將受益。

電動汽車預(yù)測加速

改進(jìn)的電池技術(shù)、降低的電池制造成本和政府減少二氧化碳排放的目標(biāo)加速了向全電動汽車的轉(zhuǎn)變。根據(jù)Yole Développement的數(shù)據(jù)，到2年，EV/混合動力汽車（HEV）市場將超過41萬輛，復(fù)合年增長率（CAGR）為2026%。這意味著從耗油的內(nèi)燃機(jī)汽車向更清潔的電動汽車的加速過渡。

由于電動汽車的增長，Yole預(yù)測，電動汽車/HEV功率控制和轉(zhuǎn)換中的功率碳化硅（SiC）器件有望在1年以5%的復(fù)合年增長率增長超過2025億美元。SiC功率器件和改進(jìn)的電池技術(shù)可用于其他車輛，如電動火車、公共汽車、越野和其他電動汽車，以及非車輛充電和其他將受益于汽車電動汽車增長的非汽車應(yīng)用。

碳化硅電源轉(zhuǎn)型

作為一種寬帶隙材料，SiC具有很強(qiáng)的物理鍵，可提供高機(jī)械、化學(xué)和熱穩(wěn)定性，并且可以在比硅更高的結(jié)溫下使用。

其中一個設(shè)計(jì)權(quán)衡是SiC MOSFET的關(guān)斷時間，它非常短。當(dāng)關(guān)斷速率較高時，高di/dt會導(dǎo)致嚴(yán)重的電壓尖峰。其他挑戰(zhàn)包括噪聲、短路、過壓和過熱。雖然這會使柵極驅(qū)動器的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，但設(shè)計(jì)良好的柵極驅(qū)動器可以進(jìn)一步降低損耗，并簡化SiC實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)導(dǎo)入。

驅(qū)動碳化硅柵極

傳統(tǒng)的模擬柵極驅(qū)動器對于SiC的響應(yīng)時間要求來說速度很慢，并且很難修改以獲得所需的操作和性能。相比之下，數(shù)字柵極驅(qū)動器或柵極驅(qū)動器內(nèi)核可以解決這些問題，并解決噪聲、短路、過壓、過熱和其他設(shè)計(jì)問題。Microchip的AgileSwitch? 2ASC-12A2HP是一款符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的1200V數(shù)字柵極驅(qū)動器，允許設(shè)計(jì)人員安全可靠地驅(qū)動SiC MOSFET。驅(qū)動器的軟件可配置增強(qiáng)切換?技術(shù)提供多級控制和保護(hù)，以確保安全可靠的操作。

柵極驅(qū)動器具有兩種獨(dú)立的工作模式，可在發(fā)生故障時提供高效的正常工作和安全關(guān)斷，每種模式均可配置。可以優(yōu)化正常工作，以獲得最佳電壓過沖和開關(guān)損耗性能。觸發(fā)時，故障操作可快速安全地關(guān)閉設(shè)備。在犧牲一些開關(guān)損耗的同時，此過程使器件免于災(zāi)難性故障。

制造與購買：輕松過渡

雖然許多設(shè)計(jì)人員對設(shè)計(jì)硅IGBT驅(qū)動器充滿信心，但碳化硅驅(qū)動器存在問題。對于新的SiC設(shè)計(jì)，特別是那些從基于IGBT的轉(zhuǎn)換器遷移的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)曲線是尖銳的、昂貴的和漫長的。數(shù)字柵極驅(qū)動器板具有可用的設(shè)計(jì)工具，可最大限度地縮短學(xué)習(xí)曲線，并提供生產(chǎn)就緒型解決方案。

借助智能可配置工具（ICT），設(shè)計(jì)人員無需拿起烙鐵即可更改數(shù)字柵極驅(qū)動器的控制參數(shù)。 調(diào)試系統(tǒng)級問題可能非常困難。使用 PICT 4 或 MPLAB，可以在應(yīng)用程序中重新配置驅(qū)動程序中的性能功能，從而簡化設(shè)計(jì)并加快開發(fā)時間。

大多數(shù)模擬柵極驅(qū)動器無法精確定位故障位置。借助ICT，新的數(shù)字門驅(qū)動器可以。該軟件工具允許用戶在各種檢查點(diǎn)打開或關(guān)閉故障，以專注于問題。

更多開發(fā)工具

該柵極驅(qū)動器內(nèi)核與使用參考模塊適配器板的各種微芯片 SiC 模塊兼容，還具有增強(qiáng)型開關(guān)加速開發(fā)套件 （ASDAK），其中包括柵極驅(qū)動器、模塊適配器板、編程套件和碳化硅 MOSFET 模塊的 ICT 軟件。

合格的解決方案

符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的柵極驅(qū)動器滿足嚴(yán)格的運(yùn)輸行業(yè)要求，包括平均故障間隔時間 （MTBF）、沖擊和振動以及溫度循環(huán)。

邁向更清潔、更安全、更高效的駕駛

對于需要高功率（20 kW 或更高）和高達(dá) 1.2 kV 電壓的電子運(yùn)輸應(yīng)用，帶有數(shù)字柵極驅(qū)動器的 SiC 器件可提供效率優(yōu)勢。這意味著各種應(yīng)用中的電動汽車推進(jìn)、轉(zhuǎn)換和充電應(yīng)用，包括公共汽車、卡車、手推車、重型車輛、火車及其基礎(chǔ)設(shè)施，都可以從這種新的設(shè)計(jì)方法中受益。

審核編輯：郭婷