ZHCAF93 April   2025 LM2005 , LM2103 , LM2104 , LM2105 , LM5104 , LM5105 , LM5106 , LM5108

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2主要特性
    1. 2.1 单输入功能
    2. 2.2 使能和关断输入
    3. 2.3 死区时间和互锁
    4. 2.4 集成自举二极管
  6. 3应用注意事项
  7. 4总结
    1. 4.1 器件概要
  8. 5参考资料

死区时间和互锁

在使用具有独立高侧和低侧输入控制的栅极驱动器的应用中,通常会向驱动器输入信号添加死区时间,以防止输出晶体管之间发生跨导或击穿。这种跨导保护非常重要,因为击穿事件会导致过多的电流消耗,甚至损坏输出晶体管和 PCB。

输入互锁是 LM5108 等栅极驱动器的一个特性,如果两个输入信号同时为高电平,则会关闭高侧和低侧输出。此功能可滤除输入端的任何击穿情况(例如噪声)。由于输入互锁仅控制输入重叠而不考虑输出引脚上的上升时间和下降时间,因此仍需要向输入信号添加死区时间来补偿输出开关速度。例如,如果高侧和低侧输入信号完全相反且没有死区时间,则在输出上升时间和下降时间期间可能会出现击穿情况。对此 LM5104 是例外,它在输出端使用自适应延迟系统,通过插入额外的自适应输出死区时间来防止输出在上升和下降时间期间重叠。

具有固定内部死区时间的栅极驱动器在一个输出的下降沿和另一个输出的上升沿之间插入一个固定的短时间周期。这可提供基本击穿保护,无需额外的外部设置电阻。LM2103LM2104 提供 475ns 的典型固定死区时间。

可调或可编程的死区时间是某些栅极驱动器的特性,通常通过将电阻器连接到专用死区时间调节引脚来设置该特性。与固定死区时间相比,可调时序具有更高的灵活性,从而更大限度地减少死区时间,从而提高效率,同时仍能防止击穿。在电机驱动应用中,可编程死区时间可改进对功率器件之间开关转换的控制,从而带来诸如降低开关损耗、改进输出瞬态以及能够适应不同电机和运行条件等优点。LM5104 上的死区时间可通过 10kΩ 至 100kΩ 之间的电阻值进行设置,从而产生与设置电阻成比例的有效死区时间,该时间范围为 90ns 至 200ns,如图 2-4 所示。LM5105LM5106 的死区时间也可以通过 10kΩ 至 100kΩ 之间的电阻值来设置,以设置 86ns 到 510ns 的延迟,如显示 10kΩ 到 150kΩ 时序范围的图 2-5 中所示。

 LM5104 死区时间与 RT 电阻值间的关系图 2-4 LM5104 死区时间与 RT 电阻值间的关系
 LM5105 和 LM5106 死区时间与 RT 电阻值间的关系图 2-5 LM5105 和 LM5106 死区时间与 RT 电阻值间的关系

具有可调节或固定死区时间和互锁控制的栅极驱动器可以简化微控制器时序逻辑,因为它无需微控制器即可维持多个 PWM 输出信号之间的安全死区时间。可调死区时间特性还允许通过简单地更改设置了死区时间的电阻器来轻松更改时序,而无需修改微控制器编程。