意法半导体车规栅极驱动器提升电动汽车电驱系统的可扩展性和性能

2025年5月12日，中国——意法半导体的SiC MOSFET和IGBT电隔离车规栅极驱动器STGAP4S可以灵活地控制不同额定功率的逆变器，集成可设置的安全保护和丰富的诊断功能，确保电驱系统通过ISO 26262 ASIL D认证。STGAP4S驱动器集成模数转换器 (ADC) 和反激式电源控制器，功能丰富，取得了功能安全标准认证，适用于设计可扩展的电动汽车电驱系统。

STGAP4S的设计灵活性归功于输出电路，该电路允许将高压功率级连接到外部MOSFET的推挽式缓冲电路，以调整栅极电流。这种架构让工程师能够利用STGAP4S及其丰富的功能来控制不同额定功率的逆变器，包括多个功率开关管并联的高功率设计。该驱动器仅用非常小的MOSFET，就可以产生高达几十安的栅极驱动电流，并能够处理高达1200V的电压。

在驱动器的重要功能中，先进的诊断功能有助于对安全要求严苛的应用达到系统安全完整性标准ISO 26262 D级 (ASIL-D) 认证。自检功能可以验证连接的完整性、栅极驱动电压和去饱和以及过流检测等内部电路是否正常工作。主控制器通过芯片的SPI端口读取诊断状态寄存器内的数据。此外，两个硬件诊断引脚也可以提供故障状态信号。

STGAP4S具有主动米勒箝位、欠压和过压锁定 (UVLO、OVLO) 以及去饱和、过电流和过热检测等保护功能，实现稳健可靠的设计，满足严格的可靠性要求。该产品具有很高的设计灵活性，准许设计人员通过SPI端口配置一些参数，包括保护阈值、死区时间、去毛刺滤波。

STAGP4S还集成了一个带全面保护功能的反激电源控制器，为高压侧电路供电以生成正负栅极驱动电压，提高SiC MOSFET的开关速度和能效。高压侧和低压侧电路之间有6.4kV的电隔离能力。

EVALSTGAP4S评估板现已上市，板载两个STGAP4S驱动器，帮助设计人员在半桥应用中评估驱动器的功能。该设计让用户能够轻松地将更多电路板连接在一起，以评估更复杂的拓扑结构，例如，三相逆变器。