現(xiàn)階段，大部分和汽車相關(guān)的芯片價(jià)格都在上漲，缺貨必然伴隨著漲價(jià)。車規(guī)級(jí)主控MCU、車規(guī)級(jí)電源芯片以及車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片，占了汽車行業(yè)缺芯的絕大部分，剩下的才是信號(hào)鏈通信芯片。

眾所周知，如果能夠讓功率器件保持在最大輸出功率上那當(dāng)然是最好的，但是往往驅(qū)動(dòng)是沒(méi)法這么穩(wěn)定的。如何在保持功率和關(guān)斷間掌握好火候成了考量驅(qū)動(dòng)性能的一個(gè)重難點(diǎn)。目前車規(guī)級(jí)的柵極驅(qū)動(dòng)一般有符合標(biāo)準(zhǔn)的全橋和三相橋驅(qū)動(dòng)，在低壓車規(guī)級(jí)應(yīng)用里有很多應(yīng)用空間。

英飛凌：拔高工藝與性能

車規(guī)芯片一直都是英飛凌拿手的，這些柵極驅(qū)動(dòng)器IC涵蓋MOSFET、IGBT和SiC技術(shù)，在12 V至1200 V的汽車應(yīng)用中總少不了這些驅(qū)動(dòng)的身影。英飛凌的三相柵極驅(qū)動(dòng)一般應(yīng)用在低壓域，諸如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，制動(dòng)助力器，MHEV起動(dòng)發(fā)電機(jī)等等。

（圖源：英飛凌）

英飛凌的驅(qū)動(dòng)IC，采用了MOTIX Driver工藝，專門用于控制6至12個(gè)外部MOSFET，可以構(gòu)成汽車行業(yè)高電流三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)換器。這類驅(qū)動(dòng)除了本身工藝參數(shù)需要足夠優(yōu)秀外，更看重集短路檢測(cè)、診斷和高輸出結(jié)合。尤其是在汽車應(yīng)用上，車規(guī)級(jí)應(yīng)用的典型特定要求需要器件即使在低電池電壓下也能實(shí)現(xiàn)全部功能。英飛凌的驅(qū)動(dòng)中3個(gè)高端和3個(gè)低端輸出級(jí)功能強(qiáng)大，足以驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O電荷為400nC、下降和上升時(shí)間約為150ns的MOSFET。

在英飛凌的驅(qū)動(dòng)IC上，且不看檢測(cè)功能集成，其本身在低至5.5V電源柵極電壓下能達(dá)到脈寬調(diào)制頻率高達(dá)30kHz就已經(jīng)足夠驚人。PWM 0到100%的占空比配置也給予了器件相應(yīng)的靈活度。較為獨(dú)特的是，驅(qū)動(dòng)IC的各MOSFET有單獨(dú)的輸入和源極連接，并通過(guò)集成最小死區(qū)時(shí)間讓整個(gè)器件的效率更近了一步。0.8A和1.5A的拉/灌電流同樣保證了驅(qū)動(dòng)效率。

從另一方面看，對(duì)器件的監(jiān)控也是車規(guī)級(jí)應(yīng)用中越來(lái)越重視的功能。英飛凌在驅(qū)動(dòng)IC上配置了安全相關(guān)應(yīng)用的外部5V監(jiān)控。在封裝上器件VQFN48的封裝，帶散熱焊盤確保了出色的冷卻效果。作為車規(guī)級(jí)芯片大廠，英飛凌在這類驅(qū)動(dòng)上的設(shè)計(jì)有很多值得參考的地方。

TI：車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)智能化

TI的Smart gate drive在車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)里也是極為出名的系列，主打一個(gè)“智能”。系列里的三相柵極驅(qū)動(dòng)都基于TI的智能柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)（SGD），無(wú)需任何外部柵極組件（電阻器和齊納二極管），為外部FET提供全面保護(hù)。

（圖源：TI）

SGD 架構(gòu)首先通過(guò)優(yōu)化死區(qū)時(shí)間避免了器件擊穿問(wèn)題的出現(xiàn)，再通過(guò)柵極壓擺率控制技術(shù)降低電磁干擾（EMI）方面大大提高了靈活性。該架構(gòu)還能通過(guò)VGS和死區(qū)插入方法防止柵極短路與柵極導(dǎo)通。該架構(gòu)有著15mA至150mA的峰值拉電流和30mA至300mA峰值灌電流。單從架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，其提供的保護(hù)和可配置性提高了設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性，并為系統(tǒng)帶來(lái)了新的智能水平。

三相智能柵極驅(qū)動(dòng)同樣支持0至100%占空比的PWM控制模式。這些模式可根據(jù)具體的控制要求減少控制器的輸出外設(shè)數(shù)量，提供極大的控制靈活性。MOSFET過(guò)流保護(hù)、擊穿保護(hù)、欠壓閉鎖等等保護(hù)特性也都一個(gè)不少地配置在器件中。Smart gate drive里DRV8XXX系列，符合車規(guī)級(jí)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)無(wú)一例外全部缺貨。

ST：驅(qū)控與保護(hù)結(jié)合

ST的STDRIVE系列驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上提供了廣泛的電流輸出驅(qū)動(dòng)能力和配置選擇，不僅有獨(dú)立高側(cè)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)，還配置具有死區(qū)時(shí)間，同時(shí)STDRIVE高電壓驅(qū)動(dòng)器含有運(yùn)算放大器和比較器能幫助設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換器保護(hù)電路。作為運(yùn)控領(lǐng)域的大廠，ST將控制與保護(hù)結(jié)合得很流暢。

（圖源：ST）

STDRIVE系列的車規(guī)三相柵極驅(qū)動(dòng)能提供350 mA的灌電流和200 mA的拉電流，電流驅(qū)動(dòng)能力絕對(duì)的行業(yè)一流水平，總延遲極低，僅為85n，在中高功率應(yīng)用中都有不少應(yīng)用。STDRIVE系列的車規(guī)三相柵極驅(qū)動(dòng)采用了“BCD”離線技術(shù)，該技術(shù)在大幅增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的同時(shí)，增強(qiáng)了互鎖和死區(qū)功能，可防止交叉?zhèn)鲗?dǎo)大大提升了芯片的安全性。

在驅(qū)控能力已經(jīng)達(dá)標(biāo)的情況下，ST的三相柵極驅(qū)動(dòng)系列內(nèi)嵌的比較器還集成了先進(jìn)的SmartSD功能，確?？焖儆行У胤乐惯^(guò)流、超溫等故障發(fā)生，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)器件的保護(hù)。在低側(cè)和每個(gè)高側(cè)驅(qū)動(dòng)部分有專門的UVLO保護(hù)，可防止電源開(kāi)關(guān)在低效率或危險(xiǎn)條件下工作。在驅(qū)控和器件保護(hù)的結(jié)合上，ST的策略極為穩(wěn)妥。

小結(jié)

隨著汽車電子化程度和集成度越來(lái)越高，汽車中負(fù)載的種類和路數(shù)也不斷增加，對(duì)各種驅(qū)動(dòng)的需求也在相應(yīng)增加。車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片可以說(shuō)直接決定了元件的性能能否充分發(fā)揮?？偟膩?lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)作為場(chǎng)控核心，這幾家車規(guī)大廠都有自己的獨(dú)有技術(shù)來(lái)提高驅(qū)動(dòng)效率并給予器件充分的保護(hù)，在智能化上也做了很多功能的補(bǔ)充，給車規(guī)級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片做了相當(dāng)大的性能拔高。