一、概述：
D2104M是一款高壓、大電流的PWM半橋柵極驅(qū)動芯片，只需要8~20V的低測供電，HO/LO端即可輸出0.4的源電流/0.6A的灌電流，驅(qū)動功率MOSFET或IGBT輸出高達(dá)600V的電壓；邏輯輸入兼容CMOS（3.3V）或LSTTL標(biāo)準(zhǔn)電平，內(nèi)部集成死區(qū)控制和關(guān)斷控制功能。

二、性能優(yōu)點(diǎn)：
1.寬工作電壓8~20V；
2.高輸出源電流/灌電流0.4A/0.6A
3.最高支持600V電壓輸出；
4.兼容3.3V、5V、15V輸入邏輯
5.內(nèi)部集成死區(qū)控制，防交叉?zhèn)鲗?dǎo)邏輯（互鎖），有效預(yù)防上下管同時導(dǎo)通；
6.SOP8小封裝。

三、應(yīng)用
1.大電流電機(jī)控制，2顆D2104M可組成一個H橋驅(qū)動電路實現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)；3路或更多D2104M可組成3相/多相電機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)更精密的電機(jī)步進(jìn)或伺服控制；如電動汽車車窗/滑板車輪等電機(jī)驅(qū)動等；
2.DC-AC逆變器電路；
3.DC-DC大電流電源轉(zhuǎn)換，D2104可被當(dāng)作柵極驅(qū)動器使用，只使用其HO輸出，LO懸空，輸出加LC低通濾波電路轉(zhuǎn)換成直流，通過控制開關(guān)管的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)實現(xiàn)電壓的變化和穩(wěn)定輸出，并聯(lián)1顆或多顆相同的D2104并將VS端短路，可將輸出電流提升1倍或多倍；

四、引腳定義

五、內(nèi)部框圖、應(yīng)用電路及工作原理

內(nèi)部框圖 典型應(yīng)用電路

工作原理：

當(dāng)PWM輸入低電平0到IN時，LO與VCC導(dǎo)通，輸出高電平，下管Q2導(dǎo)通，VS約等于0（實際為Q2的飽和導(dǎo)通壓降0.1~0.3V左右）；同時HO與VS導(dǎo)通，輸出低電平，上管Q1截止。VCC經(jīng)二極管D1向自舉電容C2充電，假設(shè)C2電容很小且不考慮充電時間（頻率）、管壓降，則C2兩端最高電壓為VCC；

PWM輸入切換到高電平1時，LO與COM導(dǎo)通，輸出低電平，下管Q2截止；HO與VB導(dǎo)通，輸出高電平，此時VS=600V，由于電容特性C2兩端的電壓不能突變，兩端的電壓保持之前的VCC電壓，所以VB對地電壓=VCC+600V，這就是自舉升壓的原理；二極管D1此時承受了很高的反向電壓，起到了反向隔離的作用，不讓高壓竄至VCC端；

半橋電路的上下橋臂功率管是交替導(dǎo)通的，為了防止上下兩管同時導(dǎo)通，D2104M內(nèi)部對驅(qū)動信號設(shè)置了固定的死區(qū)時間，即其中一路驅(qū)動信號從高電平徹底降到0V后，另外一路驅(qū)動信號再從0開始緩慢爬升，所謂死區(qū)時間，即驅(qū)動信號同時為低的時間；

六、周邊器件的計算及選型

1.功率管Q1/Q2，由于HO/LO輸出反相及死區(qū)設(shè)置的特性，外接上、下功率NMOS管必須同型號；

除了考慮其VDS、VGS電壓和ID外，還要考慮其頻率特性，主要參考Ciss和Qg兩個參數(shù)，Ciss為柵極總電容，Qg為柵極總電荷，兩者越小，頻率特性越好；如果選用Ciss/Qg比較大的功率MOS，其驅(qū)動信號上升時間變長變緩，MOS管長時間處于不完全導(dǎo)通狀態(tài)，會增加導(dǎo)通損耗，降低效率，如果開關(guān)頻率很高甚至有可能出現(xiàn)輸出不穩(wěn)定或發(fā)熱燒毀；

2.自舉電容C2的，C2作用是給上管提供更高的驅(qū)動電壓和驅(qū)動電流，C2如果太大，充電曲線緩慢爬升，到充電結(jié)束時電壓可能達(dá)不到上管Q1柵需要的驅(qū)動電壓而導(dǎo)致上管不能正常開啟或處于不完全導(dǎo)通狀態(tài)；C2如果太小，則驅(qū)動電流不能滿足要求，也會導(dǎo)致功率管損耗增加，效率降低；

自舉電容計算可參考如下公式：C2>=Qg/(dV*Fsw),其中Qg為功率管柵極總電荷，dV為電容C2從充滿至放電結(jié)束允許的跌落差，一般取0.5~2V左右，F(xiàn)sw為開關(guān)頻率；

3.反向二極管，下管導(dǎo)通時，其提供電容充電時的充電電流；上管導(dǎo)通時，其承受很高的反向電壓為Vdr=600+VC2-VCC（VC2為電容C2兩端電壓，計算時可近似等于VCC），所以主要參考正向電流及反向耐壓兩個參數(shù)；

4.驅(qū)動電阻R1/R2，主要和功率管的Ciss組成RC緩沖電路，減緩驅(qū)動信號上升速率，可愛效抑制上升過快引起的過沖及振鈴的作用，一般取5~20歐；

七、芯谷科技半橋驅(qū)動芯片總覽

審核編輯 黃宇