STMicroelectronics STDRIVEG210半橋柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)用于N 溝道增強(qiáng)模式GaN，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器部分可承受高達(dá)220V電壓軌。這些驅(qū)動(dòng)器具有大電流能力、短傳播延遲和出色的延遲匹配，并集成了低壓差穩(wěn)壓器 (LDO)。這使得它們非常適合驅(qū)動(dòng)高速GaN。STDRIVEG210半橋柵極驅(qū)動(dòng)器具有針對(duì)快速啟動(dòng)和低功耗軟開關(guān)應(yīng)用量身定制的電源UVLO功能。高側(cè)穩(wěn)壓器的特點(diǎn)是喚醒時(shí)間非常短，可以在間歇操作（突發(fā)模式）期間最大限度地提高應(yīng)用效率。這些驅(qū)動(dòng)器提供了擴(kuò)展的輸入引腳范圍，便于與控制器連接。待機(jī)引腳可在非活動(dòng)期或突發(fā)模式下降低功耗。應(yīng)用包括DC/DC、AC/DC、諧振轉(zhuǎn)換器、同步整流、UPS、適配器、LED燈和USB-C。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics STDRIVEG210半橋柵極驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 高壓軌高達(dá)220V
• ±200 V/ns dV/dt瞬態(tài)抗擾度
• 驅(qū)動(dòng)器具有獨(dú)立的灌電流和源路徑，以實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動(dòng)：
  • 2.4A和1.2?灌電流
  • 1.0A和3.7?源電流
• 300ns超快高側(cè)啟動(dòng)時(shí)間
• 傳播延遲45ns，最小輸出脈沖15ns
• 高 (>1MHz) 切換頻率
• 內(nèi)置自舉二極管
• 完全支持GaN硬開關(guān)操作
• VCC 、VBO 和VLS 上的UVLO功能
• 分開的邏輯輸入和關(guān)閉引腳
• 過溫和UVLO報(bào)告故障引腳
• 低功耗模式待機(jī)功能
• 分開的PGND用于開爾文源驅(qū)動(dòng)和電流分流兼容性
• 3.3 V至20 V兼容輸入，具有遲滯和下拉功能

方框圖

典型應(yīng)用原理圖

STDRIVEG210半橋柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、核心特性與典型應(yīng)用場(chǎng)景?

STDRIVEG210是STMicroelectronics推出的220V高速半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，專為增強(qiáng)型GaN功率開關(guān)設(shè)計(jì)，具有以下突出特性：

• ?高壓支持?：最高220V工作電壓，±200V/ns的dV/dt瞬態(tài)抗擾度。
• ?驅(qū)動(dòng)能力優(yōu)化?：分離的灌電流（2.4A）和拉電流（1.0A）路徑，源阻抗分別為3.7Ω（拉電流）和1.2Ω（灌電流）。
• ?超快響應(yīng)?：高側(cè)啟動(dòng)時(shí)間僅300ns，傳播延遲45ns，最小輸出脈沖15ns，支持>1MHz開關(guān)頻率。
• ?集成保護(hù)功能?：VCC、VBO、VLS欠壓鎖定（UVLO），過溫保護(hù)和故障引腳（FLT）報(bào)告。
• ?節(jié)能設(shè)計(jì)?：待機(jī)模式功耗極低，兼容3.3V至20V邏輯輸入。

?典型應(yīng)用?：

• DC/DC、AC/DC諧振變換器
• 電池充電器與適配器
• 太陽能微逆變器與MPPT優(yōu)化器
• LED驅(qū)動(dòng)與USB-C電源

?二、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)與功能解析?

?2.1 引腳配置與功能?

• ? VCC（引腳1） ?：邏輯供電（9.2-18V），需外接100nF去耦電容。
• ? STBY（引腳2） ?：待機(jī)控制（低電平激活），內(nèi)置下拉電阻。
• ? OUTH/OUTL（引腳15/13） ?：高低側(cè)驅(qū)動(dòng)輸出，需通過RGATE電阻連接GaN柵極。
• ? BOOT（引腳18） ?：高側(cè)浮動(dòng)供電，集成自舉二極管，需外接47nF-3.3μF電容。

?2.2 自舉電路設(shè)計(jì)?

• ?集成二極管?：同步低側(cè)導(dǎo)通，減少VCC至VBO壓降，但需外接快速二極管（如STTH1R06）以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)啟動(dòng)性能。
• ?布局建議?：CBOOT電容負(fù)端應(yīng)靠近OUT引腳，自舉電阻RBOOT≥2.2Ω以抑制EMI。

?2.3 柵極電阻配置?

• ?單輸出架構(gòu)?：通過RONx（引腳16/11）調(diào)節(jié)導(dǎo)通阻抗，RGATE調(diào)節(jié)關(guān)斷阻抗。例如：
  • 關(guān)斷阻抗：RGATE ≈ ROFF（傳統(tǒng)設(shè)計(jì)）
  • 導(dǎo)通阻抗：RON ≈ RON（傳統(tǒng)設(shè)計(jì)） - RGATE
• ?布局優(yōu)化?：0603封裝的RGATE電阻需貼近GaN柵極，減少環(huán)路電感。

?三、保護(hù)機(jī)制與電源管理?

?3.1 UVLO與故障處理?

• ?VCC UVLO?：開啟閾值8.5V（典型值），關(guān)閉閾值8.0V，滯后0.5V。
• ?VLS UVLO?：低側(cè)驅(qū)動(dòng)UVLO閾值4.8V（開啟）/4.65V（關(guān)閉）。
• ?FLT引腳?：開漏輸出，指示UVLO、過溫或待機(jī)狀態(tài)，需外接上拉電阻。

?3.2 熱管理?

• ?過溫保護(hù)?：觸發(fā)溫度175°C（典型值），滯后20°C。
• ?散熱設(shè)計(jì)?：QFN 4x5mm封裝，建議通過GND引腳銅箔散熱，RθJA為85°C/W（4層板）。

?四、PCB布局與噪聲抑制?

1. ?關(guān)鍵回路最小化?：
   • 柵極環(huán)路：OUTx→RGATE→GaN柵極→Kelvin源極→PGND/OUT。
   • 電源去耦：VCCL、VCCH電容（47nF X7R）需貼近引腳。
2. ?噪聲抑制措施?：
   • 星型接地：PGND與信號(hào)GND單點(diǎn)連接。
   • 高頻電容：在高壓總線與功率地間就近放置陶瓷電容（如1μF/50V）。