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启动交流发电机

　　在启动交流发电机系统中，无源整流二极管被大电流开关替代。这些开关负责驱动启动交流发电机，使其作为电机（启动机模式），并在交流发电机内部产生的 定子电流上执行同步整流（交流发电机模式）。同步整流大幅通过以高导电性的通道分流（本体）二极管，提升交流发电机能效，将正向压降降至低于150 mV。

　　图1：交流发电机中的同步整流

　　此应用的一项主要功能挑战就是确保在定子电流反向时开关以极快速度关断；开关关断有任何延迟都会导致不必要的电池放电，其方式跟常规二极管的反向恢复 非常类似。有鉴于此，预驱动器IC包含在自主门极控制环路内部工作的高歪曲率驱动器，设计目的是在整流期间欧姆损耗与电流符号改变时的过渡损耗之间取得尽 可能最佳的折衷。在IC中集成这些预驱动器相当复杂。

　　首先，它要求多种不同电压域共存在同一个硅衬底上，同时确保这些电压域之间的可靠通信。

　　其次，启动交流发电机的驱动器IC被置于可能是环境最恶劣的位置，可能会遭受电池反向、负载突降、阴极接地转移、定子相位上极大的dV/dt（数量级 为每微 秒100 V）、电磁干扰等多种瞬态事件。同样，使用差分技术及细致管理硅衬底上的寄生（双极）效应，有可能采用高性价比的降压技术而非绝缘硅（SOI）技术来构建 此类IC。

　　图2：启动交流发电机中采用强固的预驱动器来控制高门极-源极电容（Cgs）的MOSFET

　　除了传统铅酸电池，我们看到越来越多的储能组件被用于启动-停止系统中的电源网络，如锂离子电池、超级电容等。在这些系统中，安全领域变得跟核心功能 一样重要。因此，我们看到ISO26262安全标准越来越多地进入我们的视野，有时会导致相当部分硅片面积专门用于监测应用，检测此IC及其伴侣IC的运 行健全状况，并在有需要的情况下确保安全状态。

　　最后，智能电路及大功率元器件在紧邻位置的组合表示控制电路的结点温度大幅上升；在应用中需要考虑工作结点温度高于175℃的情形并不罕见。此外，在 元器件认证阶段，可能使用高达200℃的温度来进一步加速老化过程，以将使用寿命测试时长保持在合理的2，000小时之内。通过使用带有扩展温度范围的硅 工艺，并在设计阶段将在设计约束考虑在内，就能够有效地应对这个挑战。

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