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English 作者:无锡硅源科技有限公司技术营销团队
类别:电机控制、电力电子、无人机系统
网站: www.sistc.com
导言
随着无人机、机器人和工业自动化等行业对高效、紧凑型电机控制系统的需求不断增加，电机控制系统的作用也日益凸显。 三相栅极驱动集成电路 已成为这些平台取得成功的核心。这些集成电路是微控制器和功率晶体管之间的重要接口，可确保对三相功率级进行精确、安全和高效的控制。
本文从技术角度概述了三相栅极驱动器集成电路、其工作原理、主要设计考虑因素和实际应用。
什么是三相栅极驱动器集成电路？
A 三相栅极驱动集成电路 是一种集成电路，设计用于控制三对高压侧和低压侧开关（通常为 N 沟道 MOSFET 或 IGBT），每相开关采用半桥配置。这些驱动器对于三相系统至关重要，例如在以下应用中使用的系统 无刷直流（BLDC）电机, 永磁同步电机（PMSM）以及基于逆变器的电源转换架构。
栅极驱动器提供电平转换、死区时间插入、基于自举的高压侧驱动以及欠压锁定（UVLO）和击穿防止等保护功能。这些功能可确保功率开关以最小的损耗和最大的保护运行。
应用重点：无人机电调系统
无人驾驶飞行器（UAV），特别是多旋翼无人机和 VTOL 飞机、 三相电子调速器（ESC） 用于精确调节电机速度和扭矩。在这种情况下，高性能的栅极驱动器集成电路必须支持以下功能：
- 高频 PWM 运行（100-300 kHz）
- 布局紧凑，适用于严格的 PCB 限制
- 耐高压，通常高达 200-250V
- 强大的抗噪能力和瞬态保护
- 与 3.3V 或 5V 数字逻辑兼容
目前 XJ1801 无锡硅源科技有限公司开发的栅极驱动器 IC 正是为满足这些要求而设计的。
XJ1801 的技术特点
XJ1801 是一款三相栅极驱动器 IC，专为高速电机应用中的 MOSFET 或 IGBT 控制而优化。它集成了三个半桥栅极驱动器对，支持自举功能，可全面控制每相的高压侧和低压侧晶体管。
主要功能
- 250 伏高压侧浮动电源电压
- ±2A 峰值栅极驱动电流能力
- 传播延迟小于 250ns
- 支持高达 300kHz 的 PWM 输入
- 集成死区时间和跨导保护功能
- 采用紧凑型 SOP20 和 QFN24 封装
- 欠压锁定 (UVLO) 保护
这种集成度可帮助系统设计人员减少 BOM 数量、简化 PCB 布局并提高整体可靠性和开关精度。
提供完整的数据表：
下载 XJ1801 数据表 (PDF)
更广泛的应用领域
虽然无人机推进系统是一个主要的应用案例，但三相栅极驱动器集成电路在以下领域也得到了广泛应用：
- 工业变频驱动器（VFD）
- 机器人伺服电机控制
- 电池供电的手动工具
- 小型太阳能逆变器和功率优化器
- 暖通空调系统中的风扇和水泵电机驱动器
如需了解使用三相栅极驱动器的更多应用和解决方案，请访问：
https://www.sistc.com/solutions/uav-power
设计考虑因素
在选择三相栅极驱动器集成电路时，工程师应进行评估：
- 功率级的电压和电流要求
- 开关频率和传播延迟容差
- 与控制逻辑电压电平兼容
- 使用的功率晶体管类型（MOSFET 与 IGBT）
- 所需的保护和故障处理机制
- 包装和散热设计限制
对于高速电调应用而言，快速上升/下降时间、低输出阻抗和精确的死区时间控制等参数尤为重要。
结论
目前 三相栅极驱动集成电路 是高性能电机控制和电源转换系统的基础元件。随着各行业朝着更高效、更紧凑、更智能的设计方向发展，对这些集成电路的要求也在不断提高。
目前 XJ1801 无锡硅源科技有限公司的这款产品体现了当今无人机和嵌入式电源系统对集成度和性能的要求。它支持高电压、高开关速度和紧凑封装，为下一代 ESC 和逆变器设计提供了理想的解决方案。
