自2009年第一代汽车级高压EiceDRIVER™发布以来，用于主驱的驱动IC产品经过优化改进已经发展到第三代集成SPI功能的305x系列，可以灵活配置参数，优化驱动性能，能兼容用于驱动600V/750V/1200V IGBT和SiC MOSFET功率器件。无核变压器CT技术仍是其实现原副安全隔离功能、传输信号和数据的主要手段，满足IEC60747和UL1577中的8kV基本绝缘要求和6kV增强绝缘，能实现dv/dt>150V/ns共模电压暂态CMTI信号突变能力，抗干扰能力强，同时，按照ISO26262要求能满足安规ASCII B或D要求，可以实现主驱系统功能安全需求。

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产品简介  

目前1EDI305x系列有两个型号1EDI3050AS，如图1所示和1EDI3051，如图2所示，主要差异是3051可以实现对两个器件并联的驱动、保护和监测。该产品可以使用-40℃到150℃允许温度，原边是5V逻辑信号控制。封装形式仍然是标准的PG-DSO-36，内部集成了3个CT线圈，第一个用于传输输入从原边到副边的驱动PWM信号，第二个用于SPI通讯接口进行寄存器的写配置，第三个用于通过SPI读取副边的模拟量数据和寄存器值。

图1 1EDI3050AS

图2 1EDI3051AS

主要特点

• 20A峰值轨到轨输出电流能力

• 分开门级开通Ton和关断Toff

• 内部和外部米勒门级钳位

• 集成+/-2%控制精度的Flyback电源控制芯片

• 双通道12bit ADC模拟采样

• 可以配置软关断功能

• 原副边的主动短路ASC功能

• 集成SPI功能接口

• 过流保护OCP和短路Desat保护

• 驱动电压过压欠压保护、门级状态检测、门级输出保护

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应用优势  

1EDI3050AS应用上有很多优势和特点，详细可以参考AN和规格书，主要强调两个帮助降低系统复杂度的差异点，简化电路设计的功能。第一个是集成单端反激电源的控制器，用来产生功率器件所需要的驱动电源Vcc2/Vee2，用Vcc2电压波动形成闭环反馈控制来达到2%的电压精度。第二个是主动短路ASC功能，满足故障后可以主动导通功率器件。

1. 集成单端反激电源控制器

图3是电源设计的示意图，红色部分是外部反激电路需要的基本构成元件。高精度的驱动电压需要有闭环控制才能实现，利用Vcc2电压波动闭环通过无核变压器反馈到原边产生PWM来调节，相比传统通过外部隔离光耦和额外回路补偿方式，可以降低系统复杂度和成本。整个电源工作最优按照断续导通模式，工作频率可以实现100kHz到500kHz范围改变来支持变压器设计，输出正向电压范围可以通过SPI进行14V到21.5V按照15个挡位进行灵活配置。

图3 基本应用框图

反馈的电压精度可以实现2%以内控制，尤其对于驱动SiC器件而言，由于Rdson受驱动电压影响比较大，会改变导通损耗大小，进而影响器件发热。举一个例子，相比5%的精度而言，按照Vgs=15V对应的Rdson=5.8mohm，最严酷情况看Vgs=13.9V，此时对应的Rdson=6.5mohm，但2%精度Vgs=14.7V对应的为Rdson=5.9mohm，因此，粗略仿真评估后由于电源精度引起的导通损耗差异达到9.4%左右，如图4所示。

图4 驱动电压Vgs引起的导通损耗

在实际应用中，可以结合没有集成驱动控制器的1EDI3040系列产品来降低电源设计成本，如上桥或下桥驱动可以采用1个1EDI3050来共用电源产生，2个1EDI3040来辅助提供驱动，进而节省两个变压器和PCB板布局空间。

2. 主动短路ASC功能

电驱系统在电动车故障时候需要将高速电机的反电动势通过定子产生的能量进行泄放，确保电路中直流支撑电容确保安全保护，避免整车出现无目的扭矩和车速输出，以及过高的反电动势或高电池包电压输出造成人员伤亡，同时避免对挂在母线上各器件像电容、功率器件的损坏。

在实际应用中，可以结合没有集成驱动控制器的1EDI3040系列产品来降低电源设计成本，如上桥或下桥驱动可以采用1个1EDI3050来共用电源产生，2个1EDI3040来辅助提供驱动，进而节省两个变压器和PCB板布局空间。

该驱动IC通过原边SI1 和SI2脚以及副边ASCS脚都可以实现ASC功能，使得逆变器中的上三个桥臂或下三个桥臂的功率器件同时导通形成闭环回路，这是目前主流的主动短路模式，而且在应用中有最高的优先级来导通器件，如图5为典型的应用电路。如果在ASCS期间发生其他驱动故障状态像UVLO2，OVLO2 或DESAT，OCP时，详细请参考规格书中的故障状态表61会影响进入ASC状态，输出Ton会被拉低，关掉功率器件。此时，需要上升沿去清除之前存在的故障状态，接着才能再次用上升沿来触发进入ASC状态。

图 5 推荐ASCS应用电路

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评估板支持  

英飞凌还提供完整的305x驱动IC评估板支持，图6是评估板，包含半桥结构，12V电源供电，详细请参考官网上的用户指南手册，可以帮助工程师更快地设计好产品。

图6 1EDI305x系列评估板

参考文献

[1] 1EDI3050AS Datasheet Rev1.0

[2] Application notes 1EDI305xAS, V1.0

[3] EiceDRIVER™ 1EDI305xAS gate driver evaluation board, Rev1.0

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