Texas Instrument LM2101半橋柵極驅(qū)動器是一款緊湊型高壓柵極驅(qū)動器，設(shè)計用于驅(qū)動同步降壓或半橋配置中的高側(cè)和低側(cè)N溝道MOSFET。SH 引腳上的 – 1V DC和–19.5V瞬態(tài)負(fù)電壓處理提高了高噪聲應(yīng)用中的系統(tǒng)魯棒性。小型耐熱增強(qiáng)型8引腳WSON封裝允許將驅(qū)動器放置在更靠近電機(jī)相位的位置，從而改善了PCB布局。Texas Instruments LM2101還采用與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳排列兼容的8引腳SOIC封裝。低側(cè)和高側(cè)電源軌上提供欠壓鎖定 (UVLO)，以在加電和斷電期間提供保護(hù)。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments LM2101半橋柵極驅(qū)動器數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 驅(qū)動兩個采用半橋配置的N溝道MOSFET
• GVDD上的典型欠壓鎖定為8V
• SH上處理的絕對最大負(fù)瞬態(tài)電壓為–19.5V
• BST上的絕對最大電壓為107V
• 峰值源/灌電流為0.5A/0.8A
• 傳播延遲：115ns（典型值）

功能框圖

LM2101 107V半橋柵極驅(qū)動器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品核心特性

LM2101是德州儀器(TI)推出的高性能半橋柵極驅(qū)動器，具有以下突出特點(diǎn)：

• ?高壓驅(qū)動能力?：支持107V絕對最大電壓（BST引腳）
• ?強(qiáng)健的負(fù)壓處理?：SH引腳支持-19.5V瞬態(tài)負(fù)壓和-1V DC穩(wěn)態(tài)負(fù)壓
• ?快速開關(guān)性能?：典型傳播延遲僅115ns，支持高頻開關(guān)應(yīng)用
• ?雙路獨(dú)立驅(qū)動?：0.5A源電流/0.8A灌電流驅(qū)動能力
• ?集成保護(hù)功能?：GVDD和BST雙路UVLO保護(hù)（8V典型開啟閾值）

二、關(guān)鍵電氣參數(shù)

1. 絕對最大額定值

2. 開關(guān)特性

• 傳播延遲(tDLFF/tDHFF)：115ns典型值
• 上升時間(tR_GH/tR_GL)：28ns@1nF負(fù)載
• 下降時間(tF_GH/tF_GL)：18ns@1nF負(fù)載
• 死區(qū)時間(tMON/tMOFF)：30ns典型值

三、創(chuàng)新設(shè)計解析

1. 增強(qiáng)型負(fù)壓處理技術(shù)

LM2101采用創(chuàng)新的SH引腳設(shè)計：

• 內(nèi)置-19.5V瞬態(tài)電壓保護(hù)電路
• 支持-1V DC穩(wěn)態(tài)負(fù)壓
• 防止電機(jī)驅(qū)動等噪聲環(huán)境下的誤觸發(fā)

2. 雙路UVLO保護(hù)

• GVDD UVLO：8.15V開啟/7.7V關(guān)閉（典型值）
• BST UVLO：7.6V開啟/7.15V關(guān)閉（典型值）
• 0.45V典型滯回電壓防止振蕩

3. 緊湊型封裝

• 8引腳WSON(2mm×2mm)和SOIC封裝
• WSON封裝θJA=78.2°C/W（帶散熱焊盤）
• 適合高密度PCB布局

四、典型應(yīng)用設(shè)計

1. 無刷直流電機(jī)驅(qū)動方案

?關(guān)鍵設(shè)計要點(diǎn)?：

1. 自舉電路設(shè)計：
   • 推薦100nF X7R陶瓷電容(CBOOT)
   • 串聯(lián)2.2Ω電阻(RBOOT)限制浪涌電流
   • 計算示例：IDboot_pk = (12V-1V)/2.2Ω ≈ 5A
2. 柵極電阻選擇：
   • 典型值4.7-10Ω
   • 計算公式：RGATE = (VGVDD-VDH)/Ipeak - Rint ≈ (12-2.1)/0.5 - 5.25 ≈ 14.75Ω

2. 功率損耗估算

1. 靜態(tài)損耗：PQC = 12V×0.43mA + 11V×0.15mA ≈ 6.8mW
2. 動態(tài)損耗：PQG = 2×12V×17nC×50kHz ≈ 20.4mW
3. 總損耗估算：Ptotal ≈ 27mW（@50kHz開關(guān)頻率）

五、布局指南

1. ?電源處理?：
   • GVDD引腳旁放置1μF+0.1μF去耦電容
   • BST-SH電容距芯片<3mm
2. ?信號完整性?：
   • 柵極走線長度<20mm
   • 敏感信號采用包地處理
3. ?熱設(shè)計?：
   • WSON封裝推薦使用散熱過孔陣列
   • 2oz銅厚PCB改善散熱

LM2101憑借其高壓處理能力和緊湊封裝，特別適合電動工具、電動兩輪車等空間受限的高噪聲應(yīng)用場景，為工程師提供了可靠的半橋驅(qū)動解決方案。