Texas Instruments LM2104半橋柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)高側(cè)和低側(cè)N溝道MOSFET，具有同步降壓或半橋配置。 此柵極驅(qū)動(dòng)器在GVDD上具有8V典型欠壓鎖定，在BST上具有107V絕對(duì)最大電壓，在SH上具有 –19.5V最大負(fù)瞬態(tài)電壓處理能力。 LM2104驅(qū)動(dòng)器提供475ns典型固定內(nèi)部死區(qū)時(shí)間、115ns典型傳播延遲，以及內(nèi)置交叉?zhèn)鲗?dǎo)預(yù)防功能。 此緊湊型高壓柵極驅(qū)動(dòng)器采用與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳分配兼容的8引腳SOIC封裝。典型應(yīng)用包括無刷DC (BLDC) 電機(jī)、永磁同步電機(jī) (PMSM)、伺服/步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、無繩吸塵器、電動(dòng)自行車、電動(dòng)滑板車和電池測(cè)試設(shè)備。

數(shù)據(jù)手冊(cè):*附件：Texas Instruments LM2104半橋柵極驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 以半橋配置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)N溝道MOSFET
• GVDD上的典型欠壓鎖定為8V
• 固定內(nèi)部死區(qū)時(shí)間：475ns（典型值）
• 傳播延遲：115ns（典型值）
• SH上的絕對(duì)最大負(fù)瞬態(tài)電壓處理能力為–19.5V
• BST上的絕對(duì)最大電壓為107V
• 峰值源/灌電流：0.5A/0.8A
• 內(nèi)置防交叉?zhèn)鲗?dǎo)功能
• 關(guān)斷邏輯輸入引腳SD
• 單輸入引腳IN

功能框圖

典型應(yīng)用電路

德州儀器LM2104半橋柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析

一、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢(shì)

1. 驅(qū)動(dòng)能力與保護(hù)特性

• ?高壓耐受?：107V BST絕對(duì)最大電壓，-19.5V SH引腳負(fù)瞬態(tài)電壓處理能力
• ?驅(qū)動(dòng)能力?：0.5A峰值源電流/0.8A峰值灌電流
• ?保護(hù)功能?：
  • 高低側(cè)電源軌UVLO保護(hù)
  • 內(nèi)置交叉導(dǎo)通預(yù)防
  • ±1000V HBM ESD保護(hù)

2. 控制特性

• ?單PWM輸入?：通過IN引腳簡(jiǎn)化控制接口
• ?關(guān)斷控制?：SD引腳低電平時(shí)強(qiáng)制關(guān)閉兩路輸出
• ?固定死區(qū)時(shí)間?：475ns典型值，防止直通

3. 性能參數(shù)

• ?快速響應(yīng)?：115ns典型傳播延遲
• ?開關(guān)特性?：28ns上升時(shí)間/18ns下降時(shí)間(CLOAD=1000pF)
• ?寬工作電壓?：9V至18V GVDD推薦范圍

二、電氣特性參數(shù)

1. 絕對(duì)最大額定值

2. 開關(guān)特性(VGVDD=12V)

三、PCB布局指南

1. 關(guān)鍵布局原則

1. ?電源去耦?：
   • 100nF BST電容盡量靠近BST-SH引腳
   • 1μF GVDD電容靠近GVDD-GND引腳
2. ?功率回路?：
   • 保持開關(guān)節(jié)點(diǎn)(SH)走線短而寬
   • 使用完整地平面減少寄生電感
3. ?熱設(shè)計(jì)?：
   • 充分利用PowerPAD散熱
   • θJA=133.2°C/W(需適當(dāng)降額)

2. 典型布局示例

1. 柵極驅(qū)動(dòng)電阻靠近MOSFET柵極
2. 敏感信號(hào)遠(yuǎn)離高di/dt路徑
3. 使用差分走線布置GH/GL信號(hào)

四、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

• 無刷直流(BLDC)電機(jī)
• 永磁同步電機(jī)(PMSM)
• 伺服/步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器

2. 電源系統(tǒng)

• 離線式UPS
• 電池測(cè)試設(shè)備
• 同步降壓轉(zhuǎn)換器

3. 消費(fèi)電子

• 無線吸塵器
• 電動(dòng)工具
• 電動(dòng)自行車/滑板車

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?負(fù)壓處理?：
   • SH引腳允許-1V DC/-19.5V瞬態(tài)負(fù)壓
   • 必要時(shí)添加肖特基二極管(GH-SH或GL-GND)
2. ?電源時(shí)序?：
   • 確保VCC先于VOFFSET上電
     |VIO-VCC| < 0.3V
3. ?熱管理?：
   • 最大結(jié)溫150°C
   • 高溫環(huán)境需降額使用