所有類型的電動汽車（EV）的高功率、高電壓要求，包括電動公交車和其他電子交通電源系統，需要更高的碳化硅（SiC）技術來取代舊的硅FET和IGBT。安全高效地驅動這些更高效的SiC器件可以使用數字而不是模擬柵極驅動器來實現，許多非汽車或非車輛應用將受益。

電動汽車預測加速

改進的電池技術、降低的電池制造成本和政府減少二氧化碳排放的目標加速了向全電動汽車的轉變。根據Yole Développement的數據，到2年，EV/混合動力汽車（HEV）市場將超過41萬輛，復合年增長率（CAGR）為2026%。這意味著從耗油的內燃機汽車向更清潔的電動汽車的加速過渡。

由于電動汽車的增長，Yole預測，電動汽車/HEV功率控制和轉換中的功率碳化硅（SiC）器件有望在1年以5%的復合年增長率增長超過2025億美元。SiC功率器件和改進的電池技術可用于其他車輛，如電動火車、公共汽車、越野和其他電動汽車，以及非車輛充電和其他將受益于汽車電動汽車增長的非汽車應用。

碳化硅電源轉型

作為一種寬帶隙材料，SiC具有很強的物理鍵，可提供高機械、化學和熱穩定性，并且可以在比硅更高的結溫下使用。

其中一個設計權衡是SiC MOSFET的關斷時間，它非常短。當關斷速率較高時，高di/dt會導致嚴重的電壓尖峰。其他挑戰包括噪聲、短路、過壓和過熱。雖然這會使柵極驅動器的設計復雜化，但設計良好的柵極驅動器可以進一步降低損耗，并簡化SiC實現和設計導入。

驅動碳化硅柵極

傳統的模擬柵極驅動器對于SiC的響應時間要求來說速度很慢，并且很難修改以獲得所需的操作和性能。相比之下，數字柵極驅動器或柵極驅動器內核可以解決這些問題，并解決噪聲、短路、過壓、過熱和其他設計問題。Microchip的AgileSwitch? 2ASC-12A2HP是一款符合生產標準的1200V數字柵極驅動器，允許設計人員安全可靠地驅動SiC MOSFET。驅動器的軟件可配置增強切換?技術提供多級控制和保護，以確保安全可靠的操作。

柵極驅動器具有兩種獨立的工作模式，可在發生故障時提供高效的正常工作和安全關斷，每種模式均可配置?？梢詢灮９ぷ?，以獲得最佳電壓過沖和開關損耗性能。觸發時，故障操作可快速安全地關閉設備。在犧牲一些開關損耗的同時，此過程使器件免于災難性故障。

制造與購買：輕松過渡

雖然許多設計人員對設計硅IGBT驅動器充滿信心，但碳化硅驅動器存在問題。對于新的SiC設計，特別是那些從基于IGBT的轉換器遷移的設計，學習曲線是尖銳的、昂貴的和漫長的。數字柵極驅動器板具有可用的設計工具，可最大限度地縮短學習曲線，并提供生產就緒型解決方案。

借助智能可配置工具（ICT），設計人員無需拿起烙鐵即可更改數字柵極驅動器的控制參數。 調試系統級問題可能非常困難。使用 PICT 4 或 MPLAB，可以在應用程序中重新配置驅動程序中的性能功能，從而簡化設計并加快開發時間。

大多數模擬柵極驅動器無法精確定位故障位置。借助ICT，新的數字門驅動器可以。該軟件工具允許用戶在各種檢查點打開或關閉故障，以專注于問題。

更多開發工具

該柵極驅動器內核與使用參考模塊適配器板的各種微芯片 SiC 模塊兼容，還具有增強型開關加速開發套件 （ASDAK），其中包括柵極驅動器、模塊適配器板、編程套件和碳化硅 MOSFET 模塊的 ICT 軟件。

合格的解決方案

符合生產標準的柵極驅動器滿足嚴格的運輸行業要求，包括平均故障間隔時間 （MTBF）、沖擊和振動以及溫度循環。

邁向更清潔、更安全、更高效的駕駛

對于需要高功率（20 kW 或更高）和高達 1.2 kV 電壓的電子運輸應用，帶有數字柵極驅動器的 SiC 器件可提供效率優勢。這意味著各種應用中的電動汽車推進、轉換和充電應用，包括公共汽車、卡車、手推車、重型車輛、火車及其基礎設施，都可以從這種新的設計方法中受益。

審核編輯：郭婷