前言

在光伏逆變器的高頻開關(guān)場(chǎng)景中，傳統(tǒng)光耦驅(qū)動(dòng)器因傳輸延遲導(dǎo)致效率瓶頸；在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的惡劣工況下，共模干擾頻繁引發(fā)功率器件誤觸發(fā)；在UPS電源的長(zhǎng)期運(yùn)行中，光耦老化帶來的可靠性隱患如影隨形——工業(yè)領(lǐng)域?qū)β黍?qū)動(dòng)的“快、穩(wěn)、久”需求，正被傳統(tǒng)方案的先天缺陷不斷制約。而納芯微電子推出的NSI6801M隔離式單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，以“光耦兼容+性能升級(jí)”的雙重優(yōu)勢(shì)，賦能工業(yè)高壓高頻場(chǎng)景升級(jí)。

一:產(chǎn)品概述

NSI6801M是納芯微NSI6801x隔離式單通道柵極驅(qū)動(dòng)器系列的一員，可驅(qū)動(dòng)多種應(yīng)用中的IGBT、功率MOSFET和SiC MOSFET等功率管，具有高驅(qū)動(dòng)電流，出色的耐用性，寬廣的電源電壓范圍和快速信號(hào)傳播等優(yōu)勢(shì)，適用于高可靠性，高功率密度和高效率開關(guān)電源系統(tǒng)，也可用于替換系統(tǒng)中傳統(tǒng)光耦隔離驅(qū)動(dòng)器。同時(shí)集成有相同額定值（5A）的主動(dòng)米勒鉗位電路，以防止米勒電流引起的誤導(dǎo)通。

框圖

二:光耦兼容設(shè)計(jì)

對(duì)于工程師而言，升級(jí)核心器件最頭疼的莫過于“牽一發(fā)而動(dòng)全身”——改電路、調(diào)時(shí)序、重新測(cè)試等等，既耗時(shí)又耗力。NSI6801M深諳這一痛點(diǎn)，從設(shè)計(jì)之初就主打“光耦無縫替換”，讓升級(jí)過程變得簡(jiǎn)單直接。

NSI6801M提供SOW8封裝，可與市場(chǎng)上主流光耦隔離驅(qū)動(dòng)器管腳兼容，工程師無需修改現(xiàn)有設(shè)計(jì)，即可直接替換傳統(tǒng)光耦驅(qū)動(dòng)器，大幅降低升級(jí)成本和周期。

輸入特性上，NSI6801M內(nèi)建模擬二極管特性電路，閾值電流（1.5~4mA）、正向電壓（1.8~2.4V）及輸入工作電流（7~16mA）與主流光耦匹配，支持相同的輸入互鎖保護(hù)機(jī)制；輸入電容僅17pF（1MHz），不影響原有信號(hào)時(shí)序。

且當(dāng)工作電流為10mA時(shí)，僅需修改外部電阻即可匹配光耦器件的輸入電壓，其他應(yīng)用無需變更。這種無縫替換特性使工程師能夠進(jìn)行便捷替換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的提升。

封裝

三:性能解析

1.高隔離與抗擾：無懼復(fù)雜環(huán)境

NSI6801M采用電容隔離技術(shù)，通過四個(gè)電容組成差分線路傳遞信號(hào)，并借助納芯微獨(dú)家專利的“Adaptive OOK”技術(shù)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化信號(hào)編碼，共模瞬變抗擾度（CMTI）可達(dá)到150kV/μs，確保系統(tǒng)魯棒性。且實(shí)測(cè)在 200kV/μs 共模干擾下，NSI6801仍能保持輸出正確狀態(tài)，能有效解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)高壓開關(guān)產(chǎn)生的共模瞬變干擾問題。

NSI6801M耐受隔離電壓為5.7kV RMS（UL1577標(biāo)準(zhǔn)，1分鐘測(cè)試）；最大工作隔離電壓1500V RMS（AC）/2121V DC；外部爬電距離與氣隙均為8mm，可滿足工業(yè)高壓系統(tǒng)的絕緣要求。同時(shí)漏電起痕指數(shù)（CTI）＞600V，確保在潮濕、多塵等惡劣環(huán)境下的絕緣可靠性。

2.傳輸效率：低延遲適配高頻開關(guān)

傳輸延時(shí)方面，NSI6801M最大值僅110ns，芯片間傳輸延時(shí)差異≤35ns，可支持70ns以內(nèi)的系統(tǒng)橋臂死區(qū)時(shí)間，這意味著功率器件能實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)動(dòng)作，而光耦隔離驅(qū)動(dòng)傳輸延時(shí)最大達(dá)200ns，僅可支持200ns的系統(tǒng)橋臂死區(qū)時(shí)間。同時(shí)最大50ns的脈沖寬度失真，其信號(hào)傳輸精準(zhǔn)度高，適配SiC/GaN等高頻功率器件，減少開關(guān)損耗，提升系統(tǒng)效率。

3.驅(qū)動(dòng)能力：強(qiáng)電流支持快速開關(guān)

驅(qū)動(dòng)能力上，NSI6801M提供5A/5A的峰值拉灌電流，最小輸出電流3.5A，典型值5A，可快速充放電功率器件柵極電容，縮短開關(guān)時(shí)間。其驅(qū)動(dòng)晶體管上采用P溝道+N溝道MOSFET并聯(lián)結(jié)構(gòu)，拉低側(cè)為N溝道MOSFET（導(dǎo)通電阻ROL=0.6Ω），拉高側(cè)P溝道MOSFET（導(dǎo)通電阻 ROH=3Ω），并聯(lián)后等效電阻小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。

四：穩(wěn)定性與可靠性

1.超長(zhǎng)壽命與寬溫適配

在工作壽命方面，NSI6801M表現(xiàn)卓越，可在2121V母線電壓工作條件下，正常工作45年以上，壽命期間失效率為百萬分之一，是傳統(tǒng)光耦驅(qū)動(dòng)器的4倍以上，大幅降低設(shè)備維護(hù)成本。

NSI6801M的工作結(jié)溫高達(dá)150℃，有效保證系統(tǒng)在高速開關(guān)或高溫應(yīng)用時(shí)的可靠性。其寬廣的工作溫度范圍（-40℃~125℃）使其能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。

2.多重保護(hù)機(jī)制，保障穩(wěn)定運(yùn)行

NSI6801M集成主動(dòng)米勒鉗位功能——集成的低阻抗電流路徑，功率器件關(guān)斷時(shí)，監(jiān)測(cè)柵極電壓，當(dāng)電壓＞2.1~2.3V（相對(duì)于VEE）時(shí)，鉗位電路導(dǎo)通，將柵極電壓限制在＜2V，吸收米勒電流；鉗位峰值電流達(dá)5A，與驅(qū)動(dòng)電流匹配。通過為米勒電流提供低阻抗泄放路徑，抑制柵極電壓抬升，防止誤開通（直通現(xiàn)象），從而提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與效率。

其所有電源引腳均支持欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)，當(dāng)VCC低于UVLO下降閾值時(shí)，輸出鉗位為低電平，防止VCC不足導(dǎo)致功率器件驅(qū)動(dòng)不足；具備滯回特性（MB型0.7V、MC型1V），避免電源波動(dòng)導(dǎo)致的輸出頻繁切換。

在絕緣與ESD防護(hù)方面，NSI6801M滿足UL1577、VDE等安全認(rèn)證，ESD防護(hù)達(dá)HBM±2000V、CDM±1000V，可抵御工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)靜電干擾。

五：多場(chǎng)景適用

NSI6801M憑借“高抗擾、低延遲、強(qiáng)驅(qū)動(dòng)”的特性，是一款多場(chǎng)景適用驅(qū)動(dòng)器。

在光伏逆變器領(lǐng)域，NSI6801M的高抗干擾能力和穩(wěn)定性，可有效提升系統(tǒng)發(fā)電效率和可靠性。

對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，其75ns低傳播延遲+≤35ns延遲差異，以及高驅(qū)動(dòng)能力適配IGBT/SiC MOSFET、高CMTI等優(yōu)勢(shì)，確保電機(jī)控制系統(tǒng)響應(yīng)迅速、運(yùn)行平穩(wěn)。

在UPS電源和電池充電器中，NSI6801M提供的5A高驅(qū)動(dòng)電流和優(yōu)異耐用性，保障了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命。

此外，在隔離DC/DC和AC/DC電源設(shè)計(jì)中，NSI6801M的高功率密度設(shè)計(jì)助理電源小型化，高效率驅(qū)動(dòng)減少損耗，適配工業(yè)控制、新能源汽車輔助電源等場(chǎng)景。

六：結(jié)語

NSI6801M光耦兼容隔離式單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，可便捷替換傳統(tǒng)光耦隔離驅(qū)動(dòng)器，廣泛應(yīng)用于光伏逆變器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、UPS電源等工業(yè)領(lǐng)域。對(duì)比傳統(tǒng)光耦隔離驅(qū)動(dòng)器，其在隔離可靠性、抗擾能力、壽命、驅(qū)動(dòng)效率上的全面優(yōu)勢(shì)，不僅適配當(dāng)前工業(yè)高壓高頻場(chǎng)景的需求，更能支撐第三代半導(dǎo)體器件的性能發(fā)揮，為新能源、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的技術(shù)升級(jí)注入“芯”動(dòng)力。

未來，納芯微電子將持續(xù)創(chuàng)新，推出更多高可靠隔離解決方案，致力于為數(shù)字世界和現(xiàn)實(shí)世界的連接提供芯片級(jí)解決方案。