一款智能電源模組需要在封裝中集成控制、保護、柵極驅動器和功率切換器件，以滿足緊湊、高效要求，以及特定應用的電源管理需求。目前，兩個主要的解決方案是智能電源模組(IPM)和即插即用柵極驅動器板。

為了滿足新一代應用設備對于低功耗的要求，德州儀器推出兩款新型器件——DRV832x無刷直流(BLDC)柵極驅動器和CSD88584/99 NexFET™電源模塊，來減小電機驅動應用的尺寸和重量。

傳統(tǒng)vs智能，柵極驅動器改變了多少?

對于傳統(tǒng)的柵極驅動器，工程師必須設計柵極驅動器和外部MOSFET之間的接口電路，這就包括電阻、二極管，甚至還需要電容。在一般情況下，分立被動元器件的數(shù)量為每個MOSFET 2-4個，因而，在三相無刷系統(tǒng)中就有12-24個器件。這么多器件同時出現(xiàn)在一個電路板中，就需要MOSFET參數(shù)來配置柵極驅動器電路，需要一些專業(yè)技術和電路板上調整。

而DRV832x BLDC柵極驅動器則采用智能柵極驅動架構，省去傳統(tǒng)架構中用于設置柵極驅動電流的24個部件，降低了工程師在設計產(chǎn)品時的難度。“智能柵極驅動器不僅僅是分立器件的簡單集成，與傳統(tǒng)技術相比，該技術的柵極驅動器更能為系統(tǒng)提供更高級別的保護。” 德州儀器(TI)模擬電機驅動器產(chǎn)品市場工程師Matthew Hein表示，而下述三大功能，更是說明了DRV832xBLDC柵極驅動器到底“智”在了何處。

首先，智能柵極驅動具有主動報告錯誤功能，即如果任何MOSFET不能導通(如，MOSFET柵極短路)，將會通過FAULT信號報告問題。

其次是閉環(huán)死區(qū)時間：傳統(tǒng)的柵極驅動器需要調整死區(qū)時間，以確保高邊和低邊MOSFET不會同時導通(這將導致直通和損壞)。而智能柵極驅動器實際上保證了MOSFET之間的最小死區(qū)時間，從而防止直通。智能柵極驅動技術通過允許經(jīng)由智能柵極驅動器設置柵極驅動電流來簡化整個過程。使設計人員能夠輕松調整場效應晶體管(FET)開關，從而優(yōu)化功耗和電磁兼容性。

第三個堪稱“智能”的功能是dV / dt保護或稱為“強下拉”。當高邊MOSFET導通時，智能柵極驅動器自動下拉低邊MOSFET的柵極。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，設計人員必須自行確保沒有可使低邊MOSFET導通的負耦合。而智能柵極驅動器具有強下拉功能，無需額外設計工作即可實現(xiàn)該保護。

與新款電源模塊更搭配

同時，TI 還推出了兩款電源模塊——CSD88584/99 NexFET™，來與智能柵極驅動器搭配使用。CSD88584Q5DC和CSD88599Q5DC電源模塊利用獨特的堆疊式晶片封裝結構的兩個FET，使功率密度提高一倍，并最大限度地減少并聯(lián)FET中典型的FET電阻和寄生電感。除此以外，CSD88584Q5DC和CSD88599Q5DC電源模塊也能在Brett中循環(huán)中提供幫助。

當兩者結合使用時，DRV832x無刷直流(BLDC)柵極驅動器和CSD88584/99 NexFET™電源模塊只需占用511 mm2的電路板空間，僅為其他同類解決方案的一半。新款產(chǎn)品的結合使用使得電路板尺寸更小、電路更易于調整。能夠廣泛地使用在電動工具、集成電機模塊、吸塵器、無人機、機器人等應用中。

德州儀器(TI)模擬電機驅動器產(chǎn)品市場工程師Matthew Hein說：“除TI提供的18V BLDC電機參考設計外，DRV832x系列還支持高達60V的操作，這意味著它適用于12V至36V的電池組，或高達48V的穩(wěn)壓電源。CSD88584Q5DC支持高達40V的操作(12V-24V電池)，而CSD88599Q5DC支持高達60V的操作(12-36V電池)。”

CSD88584 / 99與DRV832x器件結合使用的優(yōu)勢

功率密度最大化：該組合解決方案可提供700 W的電機功率，無需散熱器，可提供比傳統(tǒng)解決方案高50%的電流，且不增加占用空間。

高峰值電流：如18伏BLDC參考設計所示，智能柵極驅動器和電源模塊能夠驅動高達160 A的峰值電流超過1秒鐘。

最佳的系統(tǒng)保護：該組合解決方案可實現(xiàn)更短的走線長度，可有效防止意外的FET導通，同時還提供欠壓、過流和過熱保護。

卓越的熱性能：CSD88584Q5DC和CSD88599Q5DC電源模塊采用TI的DualCool™散熱強化型封裝，可使設計人員將散熱片應用于設備頂部，以降低熱阻抗，增加耗散功率，以維持電路板和終端應用的安全工作溫度。

干凈的切換：電源模塊的開關節(jié)點夾可幫助消除高側和低側FET之間的寄生電感。此外，DRV832x柵極驅動器的無源組件集成可最大限度地減少電路板走線。