電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）功率驅(qū)動(dòng)芯片（Power Driver ICs）是一種專門設(shè)計(jì)用于處理高功率信號(hào)的集成電路，能夠?qū)⑤斎氲碾娔苻D(zhuǎn)換為所需的功率輸出，以驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。它們通常由功率晶體管、功率MOSFET、功率IGBT等功率器件組成，具有高效率、高可靠性、高集成度等特點(diǎn)。

顧名思義，其工作原理主要為電能接收與轉(zhuǎn)換、功率放大、負(fù)載驅(qū)動(dòng)以及保護(hù)與控制四個(gè)步驟。功率驅(qū)動(dòng)芯片接收來自電源或其他電子設(shè)備的電能，通過內(nèi)部的功率器件（如功率晶體管、功率MOSFET或功率IGBT）將其轉(zhuǎn)換為所需的電壓和電流。

接收到的電能經(jīng)過內(nèi)部功率器件的放大，以滿足負(fù)載所需的功率要求。這一過程確保了電能的有效轉(zhuǎn)換和利用。經(jīng)過放大后的電能被輸出到負(fù)載，驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。負(fù)載可以是電機(jī)、LED燈、揚(yáng)聲器等各種需要電能驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。

通常功率驅(qū)動(dòng)芯片具有過流、過壓、過熱等保護(hù)功能，以確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，它還可以接收外部控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的精確控制。

而在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，功率驅(qū)動(dòng)芯片相當(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的“指揮官”，確保了系統(tǒng)的安全、高效和可靠運(yùn)行。通過精確控制電力轉(zhuǎn)換過程，它在提高系統(tǒng)性能和延長(zhǎng)設(shè)備壽命方面發(fā)揮著重要作用。

其中最主要的作用便是信號(hào)放大和電氣隔離，比如功率驅(qū)動(dòng)芯片接收來自BMS或EMS的微弱控制信號(hào)，并將這些信號(hào)放大到足以驅(qū)動(dòng)大功率開關(guān)器件（如MOSFET、IGBT等）的強(qiáng)度。

并且在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，高壓和低壓電路常常共存。功率驅(qū)動(dòng)芯片可以在這些不同電壓等級(jí)的電路之間提供電氣隔離，確保低壓控制電路不會(huì)受到高壓的影響。這就好比是一道防火墻，保護(hù)控制電路不受高壓電路的干擾，防止短路或損壞。

在實(shí)際應(yīng)用中，功率驅(qū)動(dòng)芯片可以應(yīng)用在家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)中，幫助將太陽(yáng)能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為家庭電器可用的交流電，同時(shí)在電網(wǎng)停電時(shí)確保家庭用電的連續(xù)性。在工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，功率驅(qū)動(dòng)芯片幫助實(shí)現(xiàn)削峰填谷，通過在電價(jià)低谷時(shí)段充電、高峰時(shí)段放電，為企業(yè)節(jié)省電費(fèi)。

市場(chǎng)中的功率驅(qū)動(dòng)芯片方案

在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，功率驅(qū)動(dòng)芯片是確保高效、可靠電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件。因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懙较到y(tǒng)的效率、可靠性和安全性。市場(chǎng)上有多家知名公司提供適用于儲(chǔ)能應(yīng)用的功率驅(qū)動(dòng)芯片。

比如TI的UCC21520，可提供電氣隔離，確保控制電路的安全。最大輸出電流可達(dá)±4A，適用于大功率MOSFET和IGBT。支持高達(dá)150kHz的開關(guān)頻率，減少開關(guān)損耗。

安森美推出的NCD57080，適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET和IGBT，最大輸出電流可達(dá)±8A，適用于大功率應(yīng)用，支持高達(dá)1MHz的開關(guān)頻率，減少開關(guān)損耗。

ST的STGAP2S可提供3.75kV的電氣隔離，確保控制電路的安全，最大輸出電流可達(dá)±4A，適用于大功率MOSFET和IGBT，支持高達(dá)150kHz的開關(guān)頻率，減少開關(guān)損耗。

國(guó)內(nèi)的一些廠商也推出了不少相關(guān)產(chǎn)品，如芯朋微的CP2105，適用于低側(cè)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，如電池管理系統(tǒng)，內(nèi)置多種保護(hù)功能，如過流保護(hù)、過溫保護(hù)等，具有高效的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，減少靜態(tài)功耗。

屹晶微的EG8025是一款純正弦波逆變器專用芯片，集成兩路600V半橋高壓MOS驅(qū)動(dòng)器，采用電流模式PWM控制方式，提高轉(zhuǎn)換效率，內(nèi)置過流保護(hù)和欠壓鎖定功能。

英弗耐斯自研的Dynamic Tracking（動(dòng)態(tài)平衡）門極驅(qū)動(dòng)芯片GateDriver具有閉環(huán)控制功能，相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，這款驅(qū)動(dòng)芯片在同等電壓過沖下可降低30%的開關(guān)損耗；或在同等開關(guān)速度和損耗下，抑制35%的電壓過沖，該芯片已在20KW充電模塊完成功率提升認(rèn)證。

這些功率驅(qū)動(dòng)芯片各有特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，基本上都能滿足儲(chǔ)能逆變器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等設(shè)備的使用。

小結(jié)

功率驅(qū)動(dòng)芯片在現(xiàn)代電子設(shè)備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，通過高效的電能轉(zhuǎn)換和精確的控制功能，為各種高功率應(yīng)用提供了可靠的解決方案。尤其在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，功率驅(qū)動(dòng)芯片是確保高效、可靠電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件。而國(guó)內(nèi)功率驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)在政策支持、市場(chǎng)需求和技術(shù)進(jìn)步的多重驅(qū)動(dòng)下，取得了顯著的發(fā)展成果，已在新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等新興市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。