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  碳化硅驅動芯片在橋式電路中，死區(qū)時間是影響系統(tǒng)電路可靠性的關鍵參數(shù)，合理的設定可以避免上下管直通的情況發(fā)生。碳化硅MOSFET的開關速度相比于IGBT要快很多，目前在工業(yè)與汽車應用領域，普遍開關頻率在30~200kHz，典型應用在100kHz左右，比如高壓電源輔助電源，而IGBT通常在5~50kHz，目前最高頻的也在100kHz以下。通過提高開關頻率能夠提高系統(tǒng)的功率密度，減小系統(tǒng)尺寸，帶來的死區(qū)時間需要設計更小，輸出波形質量也更高。

  死區(qū)時間的設計，需要考慮開關器件本身的開通與關斷時間，小電流下的開關時間尤為關鍵，同時驅動芯片的傳輸延時也需要考量。對于開關頻率越高的應用，死區(qū)時間所占的比重就越大，要滿足較小死區(qū)時間的要求，除了考量芯片本身的傳輸延遲時間，還要考慮芯片與芯片的匹配延遲，尤其是對于高電流驅動芯片的要求，通常選擇隔離芯片與電流放大芯片相結合的方式。

  如前面輸出特性所提，碳化硅沒有明顯的線性區(qū)與飽和區(qū)，在電路發(fā)生過流的時候，輸出阻抗較小，器件沒有沒有完全進入飽和區(qū)，漏源極電壓不會大量增加，過流或短路電流上升很快，這時就需要電路能有更快的響應速度。

  對于開關頻率100kHz，其開關周期為10us，以英飛凌碳化硅為例，其耐受短路時間為3us，因此監(jiān)測與保護電路要有更快的響應速度與精度。

  Littelfuse IX4351是專為碳化硅MOSFET與IGBT開發(fā)的驅動芯片。

  碳化硅驅動芯片特點：

  ●獨立9A峰值汲取電流

  ●工作電壓范圍：-10V~+30V

  ●內部負壓充電泵條件驅動輸出負壓

  ●去飽和監(jiān)測帶輸出軟關斷驅動

  ●TTL與CMOS兼容輸入

  ●欠壓閉鎖

  ●過溫關斷

  ●故障輸出開關

  ●驅動電路

該驅動電路外圍線路圖如果是應用于橋式電路，前端需要搭配隔離驅動芯片，其中芯片的供電電壓為驅動正壓與負壓的絕對值和，因此可以簡化供電回路，僅需一個電壓。

  驅動延遲

  IX4351去飽和保護電壓閾值為6.8V，尖峰消隱時間為250ns，去飽和到故障信號輸出傳輸延遲時間為150ns，去飽和到輸出軟關斷傳輸延遲時間為125ns，開通傳輸延遲70ns，關斷傳輸延遲65ns。

  電壓調節(jié)與負壓產生

  Vreg內部有4.6V電壓調節(jié)器用于低壓控制回路，外部需要并聯(lián)4.7uF電容，Vreg可以產生10mA電來調節(jié)負壓偏置Vss=-Vreg*R2/R1，因此芯片的供電電壓(Vdd-Vss)，通過改變R1與R2阻值來改變驅動電源正壓(Vdd-Vgnd)與負壓(Vss-Vgnd)電壓分布。

  負壓的產生機理為通過電阻調節(jié)充電泵的脈寬，從而給儲能電容Css 4.7uF充電到設定的電壓，Rfly作為限流電阻，Cfly為充電泵所需外置飛跨電容，兩個肖特基二極管作為充放電單向流通功能。

  去飽和檢測與保護

  去飽和保護的目的是保護碳化硅MOSFET或者IGBT在遭受過流沖擊時及時起到保護作用。去飽和引腳通過Rdesat與二極管D1監(jiān)測碳化硅MOSFET或IGBT漏源極壓降，一旦電壓超過閾值典型值6.8V時，關斷時序就會產生，輸出Outsrc 9A拉電能力就會關斷，同時Outsoft軟關斷0.9A拉電流引腳開通，實現(xiàn)軟關斷的功能。當門極電壓下降到2.6V典型值時，Outsnk 9A能力導通時開關器件快速關斷。兩段式關斷可以避免開關器件因為過大的dv/dt而沖擊損壞，去飽和比較器有消隱時間250ns來避免誤觸發(fā)，通過增加Rdesat與Cblank可以增大消隱時間。

  過溫保護

  當結點溫度超過+160°C時輸出Outsrc關閉，Outsnk和Outsoft打開起到過溫保護作用，當結點溫度下降到+140°C后，Outsrc重新使能。

  因此綜合來看，IX4351具有過溫保護、去飽和監(jiān)測、負壓發(fā)生器、低傳輸延遲以及大汲取電流等優(yōu)點，是碳化硅MOSFET與IGBT驅動的絕佳方案。