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(tǒng)，需要更高的碳化硅（SiC）技術(shù)來取代舊的硅FET和IGBT。安全高效地驅(qū)動這些更高效的SiC器件可以使用數(shù)字而不是模擬柵極驅(qū)動器來實現(xiàn)，許多非汽車或非車輛應(yīng)用將受益。

電動汽車預(yù)測加速

改進的電池技術(shù)、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(zhuǎn)變。根據(jù)Yole Développement的數(shù)據(jù)，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(nèi)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(yù)測，電動汽車/HEV功率控制和轉(zhuǎn)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(shù)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(yīng)用。

碳化硅電源轉(zhuǎn)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(wěn)定性，并且可以在比硅更高的結(jié)溫下使用。

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

驅(qū)動碳化硅柵極

傳統(tǒng)的模擬柵極驅(qū)動器對于SiC的響應(yīng)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(shù)字柵極驅(qū)動器或柵極驅(qū)動器內(nèi)核可以解決這些問題，并解決噪聲、短路、過壓、過熱和其他設(shè)計問題。Microchip的AgileSwitch? 2ASC-12A2HP是一款符合生產(chǎn)標準的1200V數(shù)字柵極驅(qū)動器，允許設(shè)計人員安全可靠地驅(qū)動SiC MOSFET。驅(qū)動器的軟件可配置增強切換?技術(shù)提供多級控制和保護，以確保安全可靠的操作。

柵極驅(qū)動器具有兩種獨立的工作模式，可在發(fā)生故障時提供高效的正常工作和安全關(guān)斷，每種模式均可配置?？梢詢?yōu)化正常工作，以獲得最佳電壓過沖和開關(guān)損耗性能。觸發(fā)時，故障操作可快速安全地關(guān)閉設(shè)備。在犧牲一些開關(guān)損耗的同時，此過程使器件免于災(zāi)難性故障。

制造與購買：輕松過渡

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

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

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

更多開發(fā)工具

該柵極驅(qū)動器內(nèi)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(guān)加速開發(fā)套件 （ASDAK），其中包括柵極驅(qū)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(chǎn)標準的柵極驅(qū)動器滿足嚴格的運輸行業(yè)要求，包括平均故障間隔時間 （MTBF）、沖擊和振動以及溫度循環(huán)。

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(yīng)用，帶有數(shù)字柵極驅(qū)動器的 SiC 器件可提供效率優(yōu)勢。這意味著各種應(yīng)用中的電動汽車推進、轉(zhuǎn)換和充電應(yīng)用，包括公共汽車、卡車、手推車、重型車輛、火車及其基礎(chǔ)設(shè)施，都可以從這種新的設(shè)計方法中受益。

審核編輯：郭婷