ZHCAFZ4 October 2025 LM2005 , LM2101 , LM2103 , LM2104 , LM2105 , UCC27444 , UCC27444-Q1 , UCC27517 , UCC27517A , UCC27517A-Q1
简介
传统的分立式栅极驱动器实现方案通常会增加不必要的复杂性，增大电路板尺寸，并带来不可变性能。UCC27517A、UCC27444 及 LM2x0x 系列器件是可直接应对这些挑战且具有成本效益的高性能栅极驱动器 IC。通过将关键驱动功能和保护功能整合到单个 IC 中，减少了对电阻器、比较器、电平转换器和自举电路等额外元件的需求。
这些器件针对低压至中压电机和电源开关应用进行了优化，因此非常适合许多成本敏感型应用：电动工具、真空吸尘器、电池断开系统等。
通过使用 UCC27517A、UCC27444 和 LM2X0X 系列器件，设计人员可大幅减少 BOM（物料清单）数量、简化 PCB 布局并提高整体系统可靠性，同时保持或提高性能并集成智能集成式电源设计方法。
图 1 BJT 栅极驱动器拓扑分立式栅极驱动器实现所面临的挑战
设计人员经常使用分立式栅极驱动器实现方案来降低前期的元件成本。然而，在实践中，这一战略涉及一些基本问题，这些问题逐步消除了初始阶段本可实现的节省。
在实际的客户用例中，通常存在以下痛点：
| 高 BOM 数量及采购挑战 | 复杂布局及更长的设计周期 | 更高的现场故障率及可靠性风险 |
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这些挑战在电动工具、真空吸尘器和电池供电系统等大容量和高度空间受限的应用中尤为严重，在这些应用中，布板空间、设计时间和 BOM 成本至关重要。
这正是 UCC27517A、UCC27444 和 LM2x0x 系列等集成式栅极驱动器越来越受欢迎的原因。它通过在单个小型封装中提供所有必要的栅极驱动功能、降低设计复杂性、提高性能并降低系统成本，先解决了这些问题。
分立式设计的背景
分立式栅极驱动器通常由单独元件进行组织，以执行或实现关键功能。典型的分立式栅极驱动器采用运算放大器或比较器来检测输入控制信号、晶体管或逻辑门以转换电平并缓冲信号，并采用自举电路（二极管和电阻器）进行高侧开关。栅极电阻器及齐纳二极管通常用于调节开关速度并保护栅极免受电压尖峰的影响。这些元件协同工作，产生导通和关断 IGBT 功率 MOSFET 所需的电压和时序。
但是，由于每个功能均由不同的组件处理，因此该设计需要精确的协调、匹配和布线。时序不匹配、寄生干扰和布局限制都可能会对性能及可靠性产生影响。消除这种复杂性正是 UCC27517A、UCC27444 和 UCC21X 等系列集成栅极驱动器的目标，通过将所有这些操作合并到一个小型高效 IC 中来实现。
| 特性 | 分立式元件设计 | 栅极驱动器 IC 解决方案（集成式） |
|---|---|---|
| UVLO | 否（需要更多元件） | 集成式 |
| 与输入无关的驱动器电流 | 与输入成正比 | 无论控制输入为何始终保持一致 |
| 电平转换 | 通常需要 5 个以上额外元件 | 无需外部电路 |
| 击穿保护 | 无 | 有（可用，但并非必需） |
| 噪声抗扰度 | 不佳 | 非常好 |
| HS dV/dt | 未知，必须注意布局和放置 | 在数据表中指明 |
| 保护特性 | 需要额外元件和空间 | 集成选项 |
| 成本 | 更高 | 较低 |
| BOM 数目 | 10+ | 5 |
布局图
图 2 分立式布局
图 3 集成式布局有成本优势的集成器件
设计人员可使用 UCC27517A、UCC27444 和 LM2x0x 系列等集成栅极驱动器 IC，而不是通过多个分立式元件创建栅极驱动器电路。这些器件旨在将信号调节、电平转换和保护等关键功能组合到一个成本优化的紧凑型封装中，从而简化栅极驱动器的实现。
| UCC27517A | UCC27444 | LM2x0x |
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图 4 UCC27517A：DBV 封装