來源：英飛淩工業半導體

作者：Srivatsa Raghunath

翻譯：趙佳

MOTIX™ 三相柵極驅動器積體電路 6ED2742S01Q 是英飛淩 MOTIX™ 品牌的新成員，該品牌通過可擴展的產品組合提供低壓電機控制解決方案。它是一款 160V 絕緣體上矽（SOI）柵極驅動器 IC，採用 5x5 mm² QFN-32 封裝，帶有熱效率高的裸露功率焊盤，並集成了電源管理單元（PMU）。這種易於使用的器件非常適合電池供電的工業無刷直流電機控制驅動器，如無繩電動工具、機器人、無人機和輕型電動車（LEV），電池電壓範圍為 10.8V 至 120V。這種寬工作電壓範圍使其成為 12V、24V、48V、72V 和 96V 等多種電池類型的理想"一站式"柵極驅動器選擇。

6ED2742S01Q 集成了自舉二極體，為三個外部高壓側自舉電容器供電。通過涓流充電泵，它們支援 100% 占空比工作。保護功能包括欠壓鎖定、帶可配置閾值的過流保護、故障通信和自動故障恢復。輸出部分集成了一個高脈衝電流緩衝級，用於將驅動器本身開關損耗降至最低，並提供強大的 1 A 拉電流和 2 A 灌電流能力，可實現單 MOSFET 驅動或並聯 MOSFET 驅動。此外，在低邊電源電壓（VSS）和低邊電源接地回路（COM）還集成了一個可變增益電流檢測放大器（CSA）。

圖 1：典型 6ED2742S01Q 應用框圖

6ED2742S01Q 內部集成的電源管理單元（PMU）使柵極驅動器能夠在寬輸入電壓範圍內工作，而無需外部 VCC 電源。PMU 工作時有不同的配置模式。

現在我們來看看最常用的電池輸入直接連接到柵極驅動 IC 的情況。10.8V 至 96V 的電池電壓首先由線性穩壓器降壓，然後由充電泵升壓或降壓，提供一個穩壓的 12V VCC，以驅動三相 MOSFET 逆變級。圖 2 是這種配置的典型框圖，以及輸入電壓與 VCC 的關係圖。

圖 2：配置 2 中的 6ED2742S01Q PMU，10.8V 至 96 V 電池直接連接至 VIN，提供穩定的 12V Vcc，以驅動功率 N-MOSFET

6ED2742S01Q 的評估板可用於評估 6ED2742S01Q 在電動工具、吸塵器、機器人和無人機等不同應用中的性能。該板的最大功率為 250 W（MOSFET 上無散熱片）和 500W（MOSFET 上有散熱片/強制風冷），輸出電流（Irms）限制為 12A（典型值）至 15A（最大值）。評估板主要由 6ED2742S01Q 和基於 OptiMOS™ 的逆變級組成。12V 的輔助電源用於為風扇（不包括）供電，3.3V 的輔助電源用於為子卡上的微控制器供電。子卡的設計基於典型的模組化應用設計套件（MADK）平臺方法，帶有一個 M1 連接器。該控制板與越來越多的帶 M1 連接器的 iMOTION™ MADK 電源板一起，創造了一個廣泛的三相逆變器選擇組合，可擴展額定功率和工作電壓。

圖 3：基於 IMC101T-T038 iMotion™ 電機控制 IC 的 MADK 控制卡插在 6ED2742S01Q 評估板上，使用 OptimMOS™ BSC074N15NS5 逆變級驅動無刷直流電機。

由 6ED2742S01Q 提供的驅動 BLDC 電機的穩定三相電流和高壓側/低壓側柵極驅動電壓如圖 4 所示。

圖 4：IMC101T-T038 iMotion™ 電機控制積體電路使用 6ED2742S01Q MOSFET 柵極驅動積體電路運行 24 V 無刷直流電機。