IR公司最近发布了一系列具有完备保护功能的高压IGBT控制集成电路。作为数字控制电路与功率电子之间的接口电路，新的栅极驱动集成电路将使IR的电机控制集成设计平台更加完整。“中国有60％的电力资源被用在了电机驱动上，而这其中又有60％的电机还使用着低效率的驱动和控制电路。”IR中国区总经理邢安飞表示，“IR致力于提供高性能的驱动技术，从而从真正意义上实现节能。” 

　　新发布的集成电路包括5款采用IR公司HVIC技术开发的1,200V栅极驱动IC以及电流传感IC，面向工业级应用。其中，IR22381为模拟三相IGBT栅极驱动电路，IR2277和IR22771为带有同步采样功能的高速单相电路传感IC，而IR2214和IR22141则是用于驱动功率开关半桥电路和三相380V交流电路的栅极驱动电路。 

　　IR还推出了1200V HVIC的600V版本，以便在电器产品中获得更广泛的通用换向电路应用。这些IC按顺序对应于上述1200V型号，分别为IR21381、IR2177、IR21771、IR2114和IR22141。IR公司称，与基于光耦或变压器的分立元器件方案相比，新的集成电路可以帮助减少一般左右的电路面积。 

　　“相间短路、接地故障以及桥臂直通等过流在电机驱动中常常发生，这是导致IGBT损坏的三种主要原因。”IR西安应用中心高级经理李明表示，“IR22381能够帮助克服这些过流现象。它的最主要功能包括短路保护、直通识别以及软关断能力。并可驱动三个桥臂电路。” 

　　一般而言，完整的3相电机驱动电路(分立器件方案)包括：用以3相栅极驱动的6个快速光耦器件、用于IGBT保护的2个霍尔传感器和2个比较器。此外，必须的附加电路还包括4个悬浮电源、吸收电路或分立软关断电路以及带光耦隔离的制动IGBT驱动电路。李明强调，IR22318的先进性在于它降低了系统复杂性，将原先6颗光耦芯片的功能集成在1颗芯片中实现，并集成了IGBT保护、软关断、自举电源(单个电源)以及制动IGBT驱动电路。这使得系统开发人员的设计时间大大缩短。另外，IR22381的死区时间仅有0.5微秒，与光耦方案相比，其硬件架构还削弱了温漂和高低端之间由于光耦延迟而造成的不匹配现象。 

　　李明透露，为了实现软关断功能，IR采用了厚膜电路技术。而通过增加耐压环、新的保护材料以及新的硅片设计方法，设计人员提高了新系列产品的高压耐压能力。此外，IR22318采用了MQFP64脚封装，去掉了不用的管脚，这使得管脚间距增加，同时进一步提高了耐压能力。 

　　IR21138还提供一个制动(BR)管脚，使得电机制动时可以通过该管脚泄放直流电压，实现快速制动。 

　　为了完成保护功能，除了保护电路之外，当然还需要对错误状态进行检测。新推出的IR2117/IR21771电路传感IC可用于检测电机相绕组串联电阻电流，将交流电流信号转移成电压信号输出。其中IR2117能够将小信号电压差转成PWM和模拟输出。而后者仅提供PWM输出。此外，IR2117的模拟输出与DSP的模数转换电路有共同的参考点。 

　　李明介绍说，IR2X77系列传感器能自动调节滤波器消除固定的PWM谐波，提供对电流纹波不敏感的输出。其最大采样速率为40k/秒，适用于最高频率20kHz的非对称PWM调制。该器件还带有一个双向电平转换防噪声电路，可抗最高为50V/ns的共模dv/dt噪声。 

　　与IR22381相比，IR2241/IR22141仅能提供单相桥臂(半桥)驱动能力。尽管如此，它还是保留了前者的高低端退饱和检测功能。此外，IR2241含内部电阻偏置，而IR22141则含有源退饱和二极管偏置。 

　　随着家电在占用空间和控制功能等方面要求的不断提高，集成的栅极驱动电路将会有非常光明的应用前景。李明指出：“节省30％器件，包括了一系列可靠保护功能并具有软关断功能的新产品有着更高的噪声免疫力和抗干扰能力，将在洗衣机、空调、冰箱等变频家电中得到更广泛的应用。”