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(wú)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(wú)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(guò)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(kāi)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

參數(shù)	條件	范圍	單位
VGVDD	低側(cè)電源電壓	-0.3至19.5	V
VBST-VSH	高側(cè)電源電壓	-0.3至19.5	V
VSH	DC電壓	-1至95	V
VSH	瞬態(tài)(<100ns)	-19.5至95	V

2. 開(kāi)關(guān)特性(VGVDD=12V)

參數(shù)	條件	典型值	單位
tDLRF	IN上升至GL下降	115	ns
tDHFF	IN下降至GH下降	115	ns
tDT	內(nèi)部死區(qū)時(shí)間	475	ns
tR	輸出上升時(shí)間	28	ns
tF	輸出下降時(shí)間	18	ns

三、PCB布局指南

1. 關(guān)鍵布局原則

?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
?功率回路?：
- 保持開(kāi)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
?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

柵極驅(qū)動(dòng)電阻靠近MOSFET柵極
敏感信號(hào)遠(yuǎn)離高di/dt路徑
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(wú)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(wú)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)

?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)
?電源時(shí)序?：
- 確保VCC先于VOFFSET上電
  |VIO-VCC| < 0.3V
?熱管理?：
- 最大結(jié)溫150°C
- 高溫環(huán)境需降額使用

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