控制儲能功率半導(dǎo)體的關(guān)鍵——低邊驅(qū)動芯片

  ICC訊 在儲能設(shè)備中，低邊驅(qū)動（NMOS）它的作用非常重要，它提供穩(wěn)定和高效電力轉(zhuǎn)換控制，保證電池管理系統(tǒng)的正常運行。低邊驅(qū)動不僅保證了能量轉(zhuǎn)換的效率和穩(wěn)定性，而且對電池的安全運行起著決定性的作用。如果沒有低邊驅(qū)動，便攜式儲能設(shè)備可能無法正常工作，從而影響設(shè)備的可靠性和使用壽命。另外，低邊驅(qū)動和電池管理系統(tǒng)（BMS）緊密相連。BMS負(fù)責(zé)監(jiān)控電池狀態(tài)，包括電量、溫度、電壓等，必要時應(yīng)采取防止過充、過放等保護(hù)措施。

  在這種情況下，低邊驅(qū)動起著橋梁的作用，將控制指令傳遞到功率變換器，從而保護(hù)電池不受損壞。無低邊驅(qū)動，BMS將無法有效執(zhí)行其保護(hù)功能，可能導(dǎo)致電池性能下降甚至安全事故。與普通驅(qū)動器或高邊驅(qū)動器相比（PMOS），NMOS或NPN晶體管等低邊驅(qū)動配置通常適用于接地參考負(fù)載。在此配置中，開關(guān)元件位于負(fù)載和地面之間，通過激活或關(guān)閉開關(guān)來控制電流流向地線，從而控制負(fù)載的工作狀態(tài)。

  低邊驅(qū)動的一個優(yōu)點是，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時，負(fù)載和負(fù)載電源斷開有助于降低靜態(tài)功耗。在配置高邊驅(qū)動時，開關(guān)位于電源和負(fù)載之間。該配置適用于PMOS或PNP晶體管等電源參考負(fù)載。高邊驅(qū)動的優(yōu)點是開關(guān)關(guān)閉時負(fù)載與電源連接，使負(fù)載電壓在開關(guān)關(guān)閉時直接監(jiān)測。在便攜式儲能設(shè)備中，低邊驅(qū)動的應(yīng)用可能包括控制充放電路中的繼電器或開關(guān)元件，以確保電能轉(zhuǎn)換過程的穩(wěn)定性和效率。如果沒有低邊驅(qū)動，這些控制功能可能無法實現(xiàn)，影響設(shè)備的正常運行和用戶體驗。

  儲能中低邊驅(qū)動芯片的發(fā)展趨勢

  目前，低邊驅(qū)動芯片在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，并在不斷發(fā)展。主要用于電源管理、系統(tǒng)集成、隔離通信等領(lǐng)域，具有高效的能耗管理、低成本、小體積、RDSon小、使用中熱量小的優(yōu)點。為保證安全運行，現(xiàn)代低邊驅(qū)動通常采用光耦合器或集成隔離技術(shù)，使控制系統(tǒng)與高壓側(cè)有良好的電氣隔離，防止高壓沖擊損壞低壓電路部分，提高系統(tǒng)的可靠性。

  隨著技術(shù)的發(fā)展，新型低邊驅(qū)動芯片開關(guān)速度更快，導(dǎo)通/關(guān)閉延遲更低，有助于減少功率轉(zhuǎn)換過程中的開關(guān)損耗，改善整個儲能系統(tǒng)能源利用效率，減少加熱，延長電池壽命。針對分布式儲能、電動汽車、移動電源、不間斷電源系統(tǒng)等日益增長的儲能市場需求，低邊驅(qū)動芯片設(shè)計也在不斷創(chuàng)新，以滿足不同應(yīng)用場景的需求，如支持更高的工作電壓、更大的電流能力、更寬的工作溫度范圍和更強的電磁兼容性。

  隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是在儲能領(lǐng)域，低邊驅(qū)動芯片的技術(shù)研發(fā)也在朝著更高的集成度、更強的功能、更好的散熱性能和更好的性價比方向發(fā)展。同時，隨著SiC和Gan等新型半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，低邊驅(qū)動芯片在大功率密度和高頻切換方面的性能將進(jìn)一步提高。目前，全球市場上許多企業(yè)致力于低邊驅(qū)動芯片的研發(fā)和生產(chǎn)，如TI、ST、安森美、英飛凌等。在中國，如斯蘭微、華潤微、比亞迪半導(dǎo)體等。制造商不斷推出低邊驅(qū)動芯片產(chǎn)品，以滿足市場趨勢和當(dāng)?shù)乜蛻舻男枨蟆?

  低邊驅(qū)動芯片是儲能系統(tǒng)不可缺少的一部分，保證了能源管理系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定和安全運行。并且隨著新能源汽車、隨著智能家居等領(lǐng)域的快速發(fā)展，低邊驅(qū)動芯片在儲能產(chǎn)品中的應(yīng)用場景將進(jìn)一步擴(kuò)大。這些新興領(lǐng)域?qū)δ茉垂芾碛懈叩囊?，為低邊?qū)動芯片提供了廣闊的發(fā)展空間。