FAN7387自振蕩高壓柵極驅(qū)動器：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，選擇合適的柵極驅(qū)動器至關(guān)重要。今天，我們就來詳細探討一下Fairchild（現(xiàn)屬ON Semiconductor）的FAN7387自振蕩高壓柵極驅(qū)動器，看看它有哪些獨特之處以及如何在實際設(shè)計中應(yīng)用。

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一、FAN7387簡介

FAN7387是一款適用于常見半橋逆變器、開關(guān)模式電源（SMPS）以及熒光燈和高強度放電（HID）燈鎮(zhèn)流器的簡單控制IC。它具有內(nèi)部時鐘、外部同步功能、死區(qū)時間控制、關(guān)斷功能、內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器以及高低側(cè)欠壓鎖定（UVLO）功能等特點，能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的頻率變化。

二、主要特性

（一）時鐘與同步功能

1. 內(nèi)部時鐘：利用外部電阻（(R_T)）和電容（(C_T)）組成的(RCT)電路產(chǎn)生內(nèi)部時鐘，這種方式使得運行頻率可以通過調(diào)整(R_T)和(C_T)的值來靈活設(shè)置，為不同的應(yīng)用場景提供了便利。
2. 外部同步功能：同樣基于(RCT)實現(xiàn)外部同步，方便與其他外部信號源進行同步操作，增強了系統(tǒng)的兼容性和靈活性。

（二）死區(qū)時間控制與關(guān)斷功能

1. 死區(qū)時間控制：通過一個多功能引腳（DT/SD）連接外部電阻（(R_{DT})）來控制死區(qū)時間。合理設(shè)置死區(qū)時間可以有效減少開關(guān)器件（如晶體管和MOSFET）的功率損耗，提高系統(tǒng)效率。
2. 關(guān)斷功能：當(dāng)DT/SD引腳的電壓通過外部開關(guān)（如TR或MOSFET）降低到1V以下時，F(xiàn)AN7387進入關(guān)斷模式，此時無輸出信號，可用于系統(tǒng)的保護和控制。

（三）欠壓鎖定（UVLO）功能

1. 低側(cè)UVLO：當(dāng)(V{DD})達到(VDD{uv}+)時，UVLO電路釋放，F(xiàn)AN7387正常工作；當(dāng)(V{DD})低于(VDD{uv}-)時，UVLO電路起作用，使芯片進入低功耗狀態(tài)，防止在低電壓下出現(xiàn)異常工作。
2. 高側(cè)UVLO：對于高側(cè)柵極驅(qū)動器，當(dāng)(V{B}-V{S})低于(VBS{UV}+)時，驅(qū)動器保持低電平狀態(tài)，關(guān)閉高側(cè)開關(guān)；當(dāng)(V{B}-V{S})高于(VBS{UVH})且超過(VBS_{UV}-)后，驅(qū)動器恢復(fù)正常工作，有效防止了高側(cè)驅(qū)動器在低電壓下的誤動作。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

（一）半橋逆變器

在半橋逆變器中，F(xiàn)AN7387的自振蕩功能和死區(qū)時間控制能力可以確保上下橋臂的開關(guān)管在合適的時間導(dǎo)通和關(guān)斷，避免直通現(xiàn)象的發(fā)生，提高逆變器的效率和可靠性。

（二）開關(guān)模式電源（SMPS）

在SMPS設(shè)計中，F(xiàn)AN7387可以為功率開關(guān)管提供精確的驅(qū)動信號，實現(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換。其寬溫度范圍的穩(wěn)定性和多種保護功能，能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境和負載變化。

（三）燈鎮(zhèn)流器

對于熒光燈和HID燈鎮(zhèn)流器，F(xiàn)AN7387可以提供合適的驅(qū)動頻率和電壓，保證燈的正常啟動和穩(wěn)定工作。同時，其死區(qū)時間控制功能可以減少開關(guān)損耗，延長燈的使用壽命。

四、電氣參數(shù)與性能

（一）絕對最大額定值

了解這些參數(shù)可以避免因超過器件的承受能力而導(dǎo)致?lián)p壞。例如，高側(cè)浮動電源電壓（(V_B)）的最大值為625V，工作溫度范圍為 -40°C 至 +125°C等。在設(shè)計時，必須確保實際工作條件在這些額定值范圍內(nèi)。

（二）推薦工作額定值

這些參數(shù)是為了確保器件能夠達到最佳性能而設(shè)定的。例如，低側(cè)電源電壓（(V_{DD})）推薦在11V至14V之間，高側(cè)浮動電源電壓（(V_B)）推薦在(V_S + 11)至(V_S + 14)V之間。按照這些推薦值進行設(shè)計，可以使FAN7387更好地發(fā)揮其性能。

（三）典型性能特性

從給出的一系列典型性能特性圖中可以看出，F(xiàn)AN7387的各項參數(shù)（如啟動電流、欠壓鎖定閾值、振蕩頻率等）在不同溫度下的變化情況。這對于工程師在不同環(huán)境溫度下進行設(shè)計和優(yōu)化非常有幫助。例如，啟動電流（(I_{ST})）隨溫度的升高而略有增加，在設(shè)計電源電路時需要考慮這一因素。

五、設(shè)計要點與注意事項

（一）引腳連接

正確連接各個引腳是保證FAN7387正常工作的關(guān)鍵。例如，RCT引腳用于連接外部的定時電阻和電容，以確定振蕩頻率；DT/SD引腳用于死區(qū)時間控制和關(guān)斷功能等。在連接時，要注意引腳的定義和電氣特性，避免出現(xiàn)連接錯誤。

（二）元件選擇

1. 定時電阻和電容：根據(jù)所需的運行頻率，合理選擇(R_T)和(CT)的值?？梢酝ㄟ^公式(f{running }=frac{1}{2left(t+T{fix}right)})（其中(t = 1.38 × R{t} × C_{t})）來計算大致的頻率范圍。
2. 電容(C_b)：在典型應(yīng)用電路中，電容(C_b)用于系統(tǒng)穩(wěn)定性，必須使用至少470nF的電容。

（三）保護措施

1. UVLO功能：充分利用FAN7387的欠壓鎖定功能，確保在電源電壓異常時能夠及時保護器件和系統(tǒng)。
2. 關(guān)斷功能：合理設(shè)置關(guān)斷條件，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時能夠迅速進入關(guān)斷模式，避免進一步損壞。

FAN7387自振蕩高壓柵極驅(qū)動器以其豐富的功能、穩(wěn)定的性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為電子工程師提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實際設(shè)計中，我們需要深入了解其特性和參數(shù)，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，合理進行電路設(shè)計和元件選擇，以確保系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運行。大家在使用FAN7387的過程中遇到過哪些問題或者有什么獨特的設(shè)計經(jīng)驗?zāi)?？歡迎在評論區(qū)分享交流。