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English 作者： 无锡硅源科技有限公司功率半导体事业部
类别 电机控制 / 电力电子 / 工业自动化
网站： www.sistc.com
导言
从机器人和无人机到电动汽车和智能暖通空调系统，电机控制已成为各种应用的核心。这些系统的核心是 电机控制门驱动器这是一个重要的接口，可确保驱动电机相位的功率晶体管安全、快速和同步切换。
本文探讨了 电机控制栅极驱动器工程师应寻找的关键功能，以及先进的栅极驱动器集成电路（如... XJ1801-支持高性能和空间有限的电机驱动系统。
什么是电机控制栅极驱动器？
A 电机控制门驱动器 是一种专用电路（通常是集成电路或模块），用于连接微控制器或 DSP 的低压控制信号和电源级的高电压、大电流需求，通常由以下元件组成 MOSFET 或 IGBT.
栅极驱动器对以下方面至关重要
- 将逻辑级信号转换为门级电压
- 驱动逆变器拓扑中的高压侧和低压侧开关
- 管理死区时间和防止击穿
- 实现基于 PWM 控制的精确快速开关
- 防止欠压、过流或信号噪声
它们用于所有现代电机控制方案，包括
- 无刷直流
- PMSM（永磁同步电机）
- 交流感应电机
- 步进电机（通过混合控制）
电机控制栅极驱动器的应用
电机控制栅极驱动器在许多动力和运动系统中都不可或缺，包括
- 无人驾驶飞行器（UAVs）
- 电动工具和家用电器
- 工业机器人和自动化系统
- 电动汽车和电动自行车
- 暖通空调系统和智能泵
例如，在一个 三相无刷直流电机此外，一个电机控制栅极驱动器可处理六个电源开关（三个半桥），确保它们的开关时间完全一致且互不干扰。
高品质电机栅极驱动器的主要特点
在选择用于电机控制的栅极驱动器时，工程师应评估以下几点：
| 特点 | 功能和重要性 |
|---|---|
| 高侧/低侧驱动 | 用于全桥或半桥控制三相电机 |
| 支持 Bootstrap | 实现 N 沟道 MOSFET 的浮动高压侧栅极驱动 |
| 快速传播延迟 | 减少 PWM 失真，提高控制精度 |
| 死区时间控制 | 防止开关之间的交叉传导 |
| 逻辑级兼容性 | 与 3.3V / 5V MCU 或 DSP 连接 |
| 欠压锁定/过流保护 | 确保可靠性和系统保护 |
特色设备：XJ1801 电机控制栅极驱动器
目前 XJ1801 是无锡硅源科技公司推出的一款紧凑型高压栅极驱动器集成电路，专为高效率和尺寸敏感型应用中的电机控制而设计。
规格
- 三相高/低压侧栅极驱动器
- 250 伏高压侧浮动电源
- ±2A 峰值栅极驱动输出
- 支持高达 300kHz 的 PWM 输入
- 用于高压侧驱动的自举架构
- SOP-20 / QFN-24 封装，适用于空间受限的布局
- 欠压锁定 (UVLO) 和击穿保护
整合考虑因素
在设计使用栅极驱动器的电机控制器时，必须注意以下几点：
- 针对电磁干扰和开关损耗的栅极电阻器选型
- 死区时间调整，提高效率和安全性
- 为自举电容器和电源路径设计正确的 PCB 布局
- 与来自控制处理器的 PWM 信号时序兼容
SISTC 提供布局指南、 参考示意图为系统开发人员提供技术支持。
结论
作为高效智能电机驱动系统的骨干力量 电机控制门驱动器 在实现下一代自动化、电气化和智能运动平台方面发挥着至关重要的作用。选择正确的栅极驱动器可显著提高系统可靠性、热效率和控制精度。
无锡硅源科技有限公司设计的 XJ1801 等栅极驱动器 IC 可满足当今电源工程师对性能、集成度和保护的要求。
