ZHCAF93 April 2025 LM2005 , LM2103 , LM2104 , LM2105 , LM5104 , LM5105 , LM5106 , LM5108
在使用具有獨(dú)立高側(cè)和低側(cè)輸入控制的柵極驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用中,通常會(huì)向驅(qū)動(dòng)器輸入信號(hào)添加死區(qū)時(shí)間,以防止輸出晶體管之間發(fā)生跨導(dǎo)或擊穿。這種跨導(dǎo)保護(hù)非常重要,因?yàn)閾舸┦录?huì)導(dǎo)致過多的電流消耗,甚至損壞輸出晶體管和 PCB。
輸入互鎖是 LM5108 等柵極驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)特性,如果兩個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)為高電平,則會(huì)關(guān)閉高側(cè)和低側(cè)輸出。此功能可濾除輸入端的任何擊穿情況(例如噪聲)。由于輸入互鎖僅控制輸入重疊而不考慮輸出引腳上的上升時(shí)間和下降時(shí)間,因此仍需要向輸入信號(hào)添加死區(qū)時(shí)間來補(bǔ)償輸出開關(guān)速度。例如,如果高側(cè)和低側(cè)輸入信號(hào)完全相反且沒有死區(qū)時(shí)間,則在輸出上升時(shí)間和下降時(shí)間期間可能會(huì)出現(xiàn)擊穿情況。對(duì)此 LM5104 是例外,它在輸出端使用自適應(yīng)延遲系統(tǒng),通過插入額外的自適應(yīng)輸出死區(qū)時(shí)間來防止輸出在上升和下降時(shí)間期間重疊。
具有固定內(nèi)部死區(qū)時(shí)間的柵極驅(qū)動(dòng)器在一個(gè)輸出的下降沿和另一個(gè)輸出的上升沿之間插入一個(gè)固定的短時(shí)間周期。這可提供基本擊穿保護(hù),無需額外的外部設(shè)置電阻。LM2103 和 LM2104 提供 475ns 的典型固定死區(qū)時(shí)間。
可調(diào)或可編程的死區(qū)時(shí)間是某些柵極驅(qū)動(dòng)器的特性,通常通過將電阻器連接到專用死區(qū)時(shí)間調(diào)節(jié)引腳來設(shè)置該特性。與固定死區(qū)時(shí)間相比,可調(diào)時(shí)序具有更高的靈活性,從而更大限度地減少死區(qū)時(shí)間,從而提高效率,同時(shí)仍能防止擊穿。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中,可編程死區(qū)時(shí)間可改進(jìn)對(duì)功率器件之間開關(guān)轉(zhuǎn)換的控制,從而帶來諸如降低開關(guān)損耗、改進(jìn)輸出瞬態(tài)以及能夠適應(yīng)不同電機(jī)和運(yùn)行條件等優(yōu)點(diǎn)。LM5104 上的死區(qū)時(shí)間可通過 10kΩ 至 100kΩ 之間的電阻值進(jìn)行設(shè)置,從而產(chǎn)生與設(shè)置電阻成比例的有效死區(qū)時(shí)間,該時(shí)間范圍為 90ns 至 200ns,如圖 2-4 所示。LM5105 和 LM5106 的死區(qū)時(shí)間也可以通過 10kΩ 至 100kΩ 之間的電阻值來設(shè)置,以設(shè)置 86ns 到 510ns 的延遲,如顯示 10kΩ 到 150kΩ 時(shí)序范圍的圖 2-5 中所示。
圖 2-4 LM5104 死區(qū)時(shí)間與 RT 電阻值間的關(guān)系
圖 2-5 LM5105 和 LM5106 死區(qū)時(shí)間與 RT 電阻值間的關(guān)系具有可調(diào)節(jié)或固定死區(qū)時(shí)間和互鎖控制的柵極驅(qū)動(dòng)器可以簡(jiǎn)化微控制器時(shí)序邏輯,因?yàn)樗鼰o需微控制器即可維持多個(gè) PWM 輸出信號(hào)之間的安全死區(qū)時(shí)間??烧{(diào)死區(qū)時(shí)間特性還允許通過簡(jiǎn)單地更改設(shè)置了死區(qū)時(shí)間的電阻器來輕松更改時(shí)序,而無需修改微控制器編程。