EG2113D

ELECTRONIC GIANT EG2113D芯片数据手册 大功率MOS管、IGBT管栅极驱动芯片 2019 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 REV 1.0 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 版本变更记录 版本号 日期 描述 V1.0 2019 年 5 月 18 日 EG2113D 数据手册初稿 2019 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 2 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 目录 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 特点 ..................................................................................................................................................................... 4 描述 ..................................................................................................................................................................... 4 应用领域 ............................................................................................................................................................. 4 引脚 ..................................................................................................................................................................... 5 4.1. 引脚定义 ............................................................................................................................................. 5 4.2. 引脚描述 ............................................................................................................................................. 6 结构框图 ............................................................................................................................................................. 7 典型应用电路 ..................................................................................................................................................... 7 电气特性 ............................................................................................................................................................. 8 7.1 极限参数 ............................................................................................................................................. 8 7.2 典型参数 ............................................................................................................................................. 9 7.3 开关时间特性及死区时间波形图 ................................................................................................... 10 应用设计 ........................................................................................................................................................... 11 8.1 Vcc 端电源电压 ................................................................................................................................. 11 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性............................................................................................ 11 8.3 自举电路 ........................................................................................................................................... 12 封装尺寸 ........................................................................................................................................................... 13 9.1 SOW16 封装尺寸 .............................................................................................................................. 13 9.2 SOP16 封装尺寸 ................................................................................................................................ 14 2019 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 3 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 1. 特点 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ 高端悬浮自举电源设计，耐压可达 600V 集成内部自举二极管，外围器件少 最高频率支持 500KHZ 低端 VDD 电压范围 3.3V-5V 低端 VCC 电压范围 10V-20V ◼ ◼ ◼ ◼ 输出电流能力 IO+/- 2A/2A 内建死区控制电路 自带闭锁功能，彻底杜绝上、下管输出同时导通 HIN 输入通道高电平有效，控制高端 HO 输出 ◼ ◼ ◼ LIN 输入通道高电平有效，控制低端 LO 输出 静态电流小于 50uA 封装形式：SOW16 和 SOP16 2. 描述 EG2113D 是一款高性价比的大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动专用芯片，内部集成了逻辑信号输入 处理电路、死区时控制电路、闭锁电路、电平位移电路、脉冲滤波电路、自举二极管及输出驱动电路，专 用于无刷电机控制器中的驱动电路。 EG2113D 高端的工作电压可达 600V，低端 Vcc 的电源电压范围宽 10V～20V，静态功耗小于 50uA。 该芯片具有闭锁功能防止输出功率管同时导通，输入通道 HIN 和 LIN 内建了一个 200K 下拉电阻，在输入 悬空时使上、下功率 MOS 管处于关闭状态,输出电流能力 IO+/- 2A/2A，采用 SOP16 和 SOW16 封装。 3. 应用领域 ◼ ◼ ◼ 正弦波逆变器 变频水泵控制器 方波逆变器 ◼ ◼ ◼ 电动车控制器 无刷电机驱动器 高压 Class-D 类功放 2019 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 4 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 4. 引脚 4.1. 引脚定义 LO 1 16 NC COM 2 15 VSS VCC 3 14 LIN NC 4 13 SD EG2113D NC 5 12 HIN VS 6 11 VDD VB 7 10 NC HO 8 9 NC 图 4-1. SOW16 和 SOP16L 备注： SOW16 和 SOP16 两种封装形式，但脚位完全一样。 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 5 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 4.2. 引脚描述 引脚序号 引脚名称 I/O 1 LO O 2 COM GND 3 VCC Power 4 NC - 空脚 5 NC - 空脚 6 VS O 高端悬浮地端 7 VB Power 高端悬浮电源 8 HO O 输出控制高端 MOS 功率管的导通与截止 9 NC - 空脚 10 NC - 空脚 11 VDD Power 12 HIN I 逻辑输入信号高电平有效，控制高端功率 MOS 管的导通与截止 “0”是关闭功率 MOS 管 “1”是开启功率 MOS 管 13 SD I 逻辑输入，高电平有效，用于关闭 HO 和 LO 的输出 逻辑输入信号低电平有效，控制低端功率 MOS 管的导通与截止 “0”是关闭功率 MOS 管 “1”是开启功率 MOS 管 14 LIN I 15 VSS GND 16 NC 描述 输出控制低端 MOS 功率管的导通与截止 功率地 芯片电源输入端，电压范围 10V-20V,外接一个高频 0.1uF 旁路电容 逻辑电路电源端，电压范围 3.3V-5V,外接一个高频 0.1uF 旁路电容 芯片的地端 空脚 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 6 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 5. 结构框图 VDD VB VCC欠 压保护 逻辑输入 电 平 位 移 HIN 脉 冲 滤 波 驱 动 HO 200K 闭锁电路、 死区时间电路 SD LIN VS VB欠压 保护 VCC 逻辑输入 驱 动 LO 200K VSS COM 图 5-1. EG2113D 结构框图 6. 典型应用电路 NC HO 9 8 10 7 NC 6 12 SD 13 U1 EG2113D NC 5 NC 外置自举二极管 4 LIN LIN C2 10uF Q1 HIN SD +600V R1 VS 11 HIN 1N4148 VB VDD VDD D1 OUT VCC 14 3 15 2 VSS C3 COM LO NC 16 1 +12V 0.1uF D2 1N4148 Q2 R2 图 6-1. EG2113D 典型应用电路图 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 7 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 7. 电气特性 7.1 极限参数 无另外说明，在 TA=25℃条件下 符号 自举高端 VB 电 源 参数名称 测试条件 最小 最大 单位 VB - -0.3 600 V 高端悬浮地端 VS - VB-20 VB+0.3 V 高端输出 HO - VS-0.3 VB+0.3 V 低端输出 LO - -0.3 VCC+0.3 V 电源 VCC - -0.3 20 V 电源 VDD - -0.3 5 V HIN - -0.3 VDD+0.3 V LIN - -0.3 VDD+0.3 V TA 环境温度 - -45 105 Tstr 储存温度 ℃ - -55 150 焊接温度 ℃ TL T=10S - 300 ℃ 高通道逻辑信号 输入电平 低通道逻辑信号 输入电平 注：超出所列的极限参数可能导致芯片内部永久性损坏，在极限的条件长时间运行会影响芯片的可靠性。 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 8 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 7.2 典型参数 无另外说明，在 TA=25℃，Vcc=15V，负载电容 CL=1nF 条件下 参数名称 符号 测试条件 最小 典型 最大 单位 电源 Vcc - 10 15 20 V 静态电流 Icc 输入悬空，Vcc=15V - 50 100 uA Vin(H) 所有输入控制信号 2.5 - - V Vin(L) 所有输入控制信号 -0.3 0 1.0 V Iin(H) Vin=5V - - 20 uA Iin(L) Vin=0V -20 - - uA 输入逻辑信号高 电位 输入逻辑信号低 电位 输入逻辑信号高 电平的电流 输入逻辑信号低 电平的电流 VCC 电源欠压关断特性 Vcc 开启电压 Vcc(on) - 7.4 8.4 9.4 V Vcc 关断电压 Vcc（off） - 7.0 8.0 9.0 V VB 电源欠压关断特性 VB 开启电压 VB(on) - 7.6 8.6 9.6 V VB 关断电压 VB（off） - 7.2 8.2 9.2 V 低端输出 LO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-1 - 350 450 nS 关延时 Toff 见图 7-1 - 200 300 nS 上升时间 Tr 见图 7-1 - 20 25 nS 下降时间 Tf 见图 7-1 - 15 20 nS 高端输出 HO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-2 - 350 400 nS 关延时 Toff 见图 7-2 - 200 400 nS 上升时间 Tr 见图 7-2 - 20 25 nS 下降时间 Tf 见图 7-2 - 15 20 nS DT 见图 7-3 50 150 250 nS IO+ Vo=0V,VIN=VIH +2 - A 死区时间特性 死区时间 IO 输出最大驱动能力 IO 输出拉电流 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 9 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 PW≤10uS IO 输出灌电流 Vo=12V,VIN=VIL PW≤10uS IO- -2 - A 7.3 开关时间特性及死区时间波形图 50% LIN 50% 50% HIN 50% Toff Ton Toff Tf Tr 90% Ton Tf Tr 90% 90% LO 90% HO 10% 10% 10% 图 7-1. 低端输出 LO 开关时间波形图 10% 图 7-2. 高端输出 HO 开关时间波形图 50% 50% 50% 50% HIN LIN 90% HO LO 10% DT 90% DT 10% 图 7-3. 死区时间波形图 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 10 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 8. 应用设计 8.1 Vcc 端电源电压 针对不同的 MOS 管， 选择不同的驱动电压， 高压开启 MOS 管推荐电源 Vcc 工作电压典型值为 10V-15V； 低压开启 MOS 管推荐电源 VDD 工作电压 3.3V-5V。 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性 EG2113D 主要功能有逻辑信号输入处理、死区时间控制、电平转换功能、悬浮自举电源结构和上下桥 图腾柱式输出。逻辑信号输入端高电平阀值为 2.5V 以上，低电平阀值为 1.0V 以下，要求逻辑信号的输出 电流小，可以使 MCU 输出逻辑信号直接连接到 EG2113D 的输入通道上。 高端上桥臂和低端下桥臂输出驱动器的最大灌入可达 2A 和最大输出电流可达 2A, 高端上桥臂通道可 以承受 600V 的电压，输入逻辑信号与输出控制信号之间的传导延时小，低端输出开通传导延时为 350nS、 关断传导延时为 200nS,高端输出开通传导延时为 350nS、关断传导延时为 200nS。低端输出开通的上升时 间为 25nS、关断的下降时间为 15nS, 高端输出开通的上升时间为 25nS、关断的下降时间为 15nS。 输入信号和输出信号逻辑功能图如图 8-2： 1 HIN 1 0 LIN 0 0 1 1 1 0 0 1 LO 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 HO 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 图 8-2. 输入信号和输出信号逻辑功能图 输入信号和输出信号逻辑真值表： 输入 输出 输入、输出逻辑 HIN LIN HO LO 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 11 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 从真值表可知，当输入逻辑信号 HIN 为“1”和 LIN 为“0”时，驱动器控制输出 HO 为“1”上管打开，LO 为 “0”下管关断；当输入逻辑信号 HIN 为“0” 和 LIN 为“1”时，驱动器控制输出 HO 为“0”上管关断，LO 为“1”下 管打开；在输入逻辑信号 HIN 和 LIN 同时为“0”或同时为“1”情况下，驱动器控制输出 HO、LO 为“0”将上、 下功率管同时关断；内部逻辑处理器杜绝控制器输出上、下功率管同时导通，具有相互闭锁功能。 8.3 自举电路 EG2113D 采用自举悬浮驱动电源结构大大简化了驱动电源设计，只用一路电源电压 VCC 即可完成高 端 N 沟道 MOS 管和低端 N 沟道 MOS 管两个功率开关器件的驱动， 给实际应用带来极大的方便。EG2113D 可以使用内部一个自举二极管如图 8-3 和一个自举电容自动完成自举升压功能，假定在下管开通、上管关 断期间 C 自举电容已充到足够的电压（Vc=VCC） ，当 HO 输出高电平时上管开通、下管关断时，VC 自举 电容上的电压将等效一个电压源作为内部驱动器 VB 和 VS 的电源，完成高端 N 沟道 MOS 管的驱动。 +600V VB VC HO HIN 自举电容 VS +12V VCC LO LIN EG2113D 图 8-3. EG2113D 自举电路结构 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 12 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 9. 封装尺寸 9.1 SOW16 封装尺寸 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 13 / 13 屹晶微电子有限公司 EG2113D 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 9.2 SOP16 封装尺寸 符号 尺寸（mm） Min Max A 1.350 1.750 A1 0.100 0.250 A2 1.350 1.550 B 0.330 0.510 C 0.190 0.250 D 9.800 10.000 E 3.800 4.000 E1 5.800 6.300 e 1.270（TYP） L 0.400 1.270 Θ 0° 8° 2019© 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 14 / 13