STMicroelectronics STDRIVEG611半橋柵極驅(qū)動器是用于N溝道增強(qiáng)模式GaN的高壓半橋柵極驅(qū)動器。高側(cè)驅(qū)動器部分設(shè)計(jì)能夠承受高達(dá)600V的電壓軌，并且可以輕松由集成自舉二極管供電。大電流能力、短傳播延遲、出色的延遲匹配以及集成低壓差穩(wěn)壓器使STDRIVEG611成為驅(qū)動高速GaN的理想選擇。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics STDRIVEG611半橋柵極驅(qū)動器數(shù)據(jù)手冊.pdf

STMicroelectronics STDRIVEG611具有針對硬開關(guān)應(yīng)用量身定制的UVLO、互鎖功能以避免交叉導(dǎo)通條件，以及帶有SmartSD的過電流比較器。輸入引腳的擴(kuò)展范圍允許輕松與控制器接口。待機(jī)引腳在非活動期間或突發(fā)模式下可降低功耗。STDRIVEG611在-40°C至125°C的工業(yè)溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。該器件采用緊湊型QFN 4mmx5mmx1mm封裝，間距為0.5mm。

特性

高壓軌最高可達(dá)600V
在整個溫度范圍內(nèi)，dV/dt瞬態(tài)抗擾度為±200V/ns
驅(qū)動器具有獨(dú)立的灌電流/片和源路徑，以實(shí)現(xiàn)最佳驅(qū)動
- 2.4A和1.2?灌電流
- 1.0A和3.7?源電流
6V柵極驅(qū)動電壓的高側(cè)和低側(cè)線性穩(wěn)壓器
5μs高側(cè)啟動時間和高頻率（>1MHz）
45ns，匹配10ns，最小輸出脈沖15ns
硬開關(guān)操作和內(nèi)部自舉二極管
用于過電流檢測的比較器，具有智能關(guān)閉功能
VCC 、VS 和VLS 的UVLO功能
關(guān)閉、待機(jī)、過溫，故障信號引腳
分開的PGND用于開爾文源驅(qū)動和電流分流兼容性
3.3V至20V兼容輸入，具有遲滯和下拉功能

框圖

STDRIVEG611半橋柵極驅(qū)動器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、器件概述

STDRIVEG611是STMicroelectronics推出的一款高壓高速半橋柵極驅(qū)動器，專為驅(qū)動N溝道增強(qiáng)型GaN功率開關(guān)設(shè)計(jì)。該器件采用緊湊型QFN 4×5×1mm封裝（0.5mm間距），具有以下核心特性：

?高壓支持?：支持高達(dá)600V的工作電壓，具有±200V/ns的全溫度范圍dV/dt瞬態(tài)抗擾度
?驅(qū)動優(yōu)化?：分離的灌電流（2.4A/1.2Ω）和拉電流（1.0A/3.7Ω）路徑
?集成LDO?：高低側(cè)線性穩(wěn)壓器提供穩(wěn)定的6V柵極驅(qū)動電壓
?快速響應(yīng)?：45ns傳播延遲（10ns匹配精度），支持>1MHz開關(guān)頻率
?保護(hù)功能?：集成過流比較器（帶智能關(guān)斷）、UVLO、過熱保護(hù)和故障信號引腳

二、關(guān)鍵電氣特性

1. 絕對最大額定值

參數(shù)	符號	值	單位
邏輯供電電壓	VCC	-0.3至21	V
低側(cè)驅(qū)動地電壓	PGND	-7至7	V
高側(cè)BOOT電壓	VBOOT	-0.3至621	V
最大輸出壓擺率	dVOUT/dt	200	V/ns
工作結(jié)溫	TJ	-40至150	°C

2. 典型性能參數(shù)

?傳播延遲?：45ns（典型值），匹配精度10ns
?啟動時間?：高側(cè)5μs（典型），低側(cè)12μs
?柵極驅(qū)動能力?：
- 峰值拉電流：1.3A（最大）
- 峰值灌電流：2.4A（最大）
?電源電壓范圍?：10.6-18V（推薦）

三、功能架構(gòu)解析

1. 驅(qū)動架構(gòu)設(shè)計(jì)

STDRIVEG611采用創(chuàng)新的單柵極輸出架構(gòu)，通過外部電阻靈活調(diào)節(jié)導(dǎo)通/關(guān)斷阻抗：

?導(dǎo)通路徑?：RSO + RON + RGATE
?關(guān)斷路徑?：RSI + RGATE
相比傳統(tǒng)分離輸出架構(gòu)，這種設(shè)計(jì)具有：
BOM元件減少
柵極回路電感最小化
消除二極管VF壓降，提高關(guān)斷效率

2. 關(guān)鍵功能模塊

?高低側(cè)驅(qū)動?：
- 集成6V LDO穩(wěn)壓器（VCCL/VCCH）
- 獨(dú)立UVLO保護(hù)（VCC/VCCL/VCCH）
- 高側(cè)采用自舉二極管供電（集成/可選外部）
?智能保護(hù)系統(tǒng)?：
- 過流比較器（閾值400mV±50mV）
- SmartSD自動關(guān)斷時間控制
- 熱關(guān)斷（TSD 175°C典型值）
- 故障信號輸出（FLT開漏）
?待機(jī)模式?：
- STBY引腳激活時功耗<650μA
- 喚醒時間5μs（典型）

四、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用方案

![電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用電路](數(shù)據(jù)手冊Figure 3)
關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

?柵極電阻配置?：
- RONH/RONL：調(diào)節(jié)導(dǎo)通速度（典型5-300Ω）
- RGATE：抑制關(guān)斷振蕩（典型1-5Ω）
?dV/dt控制?：
- 并聯(lián)CGM電容（3-5×QGS/VGSth）
- 減小電機(jī)繞組電壓應(yīng)力
?布局建議?：
- 柵極回路面積最小化
- PGND與GaN開爾文源極直連

2. 電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用

推薦配置差異：

更高開關(guān)頻率（可達(dá)2MHz）
減小柵極電阻優(yōu)化開關(guān)損耗
增加自舉電容（CBOOT至3.3μF）

五、PCB設(shè)計(jì)指南

?關(guān)鍵元件布局?：
- 將CVCC、CVCCL、CVCCH陶瓷電容（X7R）靠近對應(yīng)引腳
- 柵極電阻采用0603或更小封裝
- 電流檢測電阻優(yōu)先選用低ESL型號
噪聲抑制措施：
- 星型接地：信號GND與分流電阻單點(diǎn)連接
- 高側(cè)浮動元件集中布局
- 高壓母線電容就近放置
熱管理：
- 利用GND/PGND引腳銅箔散熱
- 多層板推薦2s2p結(jié)構(gòu)（RθJA=85°C/W）

六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

?GaN驅(qū)動特殊性?：
- 無體二極管，需優(yōu)化死區(qū)時間
- 低VGSth（典型1.4V）需防誤觸發(fā)
- 開爾文連接降低寄生電感影響
?自舉電路優(yōu)化?：
- 內(nèi)部二極管適用多數(shù)應(yīng)用
- 外部二極管需串聯(lián)≥2.2Ω電阻
- CBOOT容量根據(jù)占空比選擇
?保護(hù)功能配置?：
- CIN濾波器時間（55-125ns）
- COD電容計(jì)算關(guān)斷時間
- FLT引腳需外部上拉

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