EG2181

ELECTRONIC GIANT EG2181芯片数据手册 大功率MOS管、IGBT管栅极驱动芯片 2016 © 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 EG2181 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 V1.0 日期 描述 2016 年 10 月 25 日 EG2181 数据手册初稿 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 2 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 ............................................................................................................................................. 5 结构框图 ............................................................................................................................................................. 6 典型应用电路 ..................................................................................................................................................... 6 电气特性 ............................................................................................................................................................. 7 7.1 极限参数 ............................................................................................................................................. 7 7.2 典型参数 ............................................................................................................................................. 8 7.3 开关时间特性及死区时间波形图...................................................................................................... 9 应用设计 ........................................................................................................................................................... 10 8.1 Vcc 端电源电压 ................................................................................................................................ 10 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性............................................................................................ 10 8.3 自举电路 ........................................................................................................................................... 11 封装尺寸 ........................................................................................................................................................... 12 9.1 SO8 封装尺寸 .................................................................................................................................... 12 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 3 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 EG2181 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 适应 5V、3.3V 输入电压 最高频率支持 500KHZ 低端 VCC 电压范围 3.5V-20V     输出电流能力 IO+/- 2A/2.5A 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 外围器件少 静态电流小于 5uA，非常适合电池场合 封装形式：SOP-8 2. 描述 EG2181 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、脉冲滤波电路及输出驱动电路，专用于无刷电机控制器 中的驱动电路。 EG2181 高端的工作电压可达 600V，低端 Vcc 的电源电压范围宽 3.5V～20V，静态功耗小于 5uA。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+/- 2/2.5A，采用 SOP8 封装。 3. 应用领域       移动电源高压快充开关电源 变频水泵控制器 600V 降压型开关电源 电动车控制器 无刷电机驱动器 高压 Class-D 类功放 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 4 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 VB HO VS Vcc 8 7 6 5 EG2181 1 2 3 4 HIN LIN GND LO 图 4-1. EG2181 管脚定义 4.2. 引脚描述 引脚序号 1 引脚名称 HIN I/O 描述 I 逻辑输入控制信号高电平有效，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 逻辑输入控制信号高电平有效，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 2 LIN I 3 GND GND 4 LO O 5 Vcc Power 6 VS O 高端悬浮地端 7 HO O 输出控制高端 MOS 功率管的导通与截止 8 VB Power 芯片的地端。 输出控制低端 MOS 功率管的导通与截止 芯片工作电源输入端，电压范围 2.8V-20V,外接一个高频 0.1uF 旁 路电容能降低芯片输入端的高频噪声 高端悬浮电源 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 5 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 8 VB 逻辑输入 HIN 1 电 平 位 移 200K 脉 冲 滤 波 驱 动 7 HO 闭锁电路、 死区时间电路 6 VS 5 Vcc LIN 2 逻辑输入 驱 动 4 LO 200K 3 GND 图 5-1. EG2181 结构框图 6. 典型应用电路 +600V U1 HIN HIN VB 1 LIN HO 2 LIN GND D1 C2 1N4148 8 EG2181 7 VS 3 6 4 5 LO Vcc R1 10uF Q1 D3 FR107 OUT +12V C1 0.1uF D2 1N4148 R2 Q2 图 6-1. EG2181 典型应用电路图 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 6 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 参数名称 测试条件 最小 最大 单位 VB 自举高端 VB 电源 - -0.3 600 V VS 高端悬浮地端 - VB-20 VB+0.3 V HO 高端输出 - VS-0.3 VB+0.3 V LO 低端输出 - -0.3 VCC+0.3 V VCC VCC 电源 - -0.3 20 V - -0.3 VCC+0.3 V - -0.3 VCC+0.3 V HIN LIN HIN 高通道逻辑信 号输入电平 LIN 低通道逻辑信 号输入电平 TA 环境温度 - -45 125 ℃ Tstr 储存温度 - -55 150 ℃ TL 焊接温度 T=10S - 300 ℃ 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。 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 7 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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=12V，负载电容 CL=10nF 条件下 参数名称 符号 测试条件 最小 典型 最大 单位 电源 Vcc - 3.5 12 20 V 静态电流 Icc 输入悬空，Vcc=12V - - 5 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 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 Iin(H) Vin=5V - - 20 uA Iin(L) Vin=0V -20 - - uA 低端输出 LO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-1 - 280 400 nS 关延时 Toff 见图 7-1 - 125 300 nS 上升时间 Tr 见图 7-1 - 120 200 nS 下降时间 Tf 见图 7-1 - 80 100 nS 高端输出 HO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-2 - 250 400 nS 关延时 Toff 见图 7-2 - 180 400 nS 上升时间 Tr 见图 7-2 - 120 200 nS 下降时间 Tf 见图 7-2 - 80 100 nS 50 100 300 nS 1.8 2 - A 2 2.5 - A 死区时间特性 死区时间 DT 见图 7-3， 无负载电容 CL=0 IO 输出最大驱动能力 IO 输出拉电流 IO+ IO 输出灌电流 IO- Vo=0V,VIN=VIH PW≤10uS Vo=12V,VIN=VIL PW≤10uS 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 8 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 芯片数据手册 V1.0 大功率 MOS 管、IGBT 管栅极驱动芯片 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 Ton 90% 90% Tf Tr 90% LO 90% HO 10% 10% 图 7-1. 低端输出 LO 开关时间波形图 50% 50% 50% 50% 10% 10% 图 7-2. 高端输出 HO 开关时间波形图 HIN LIN 90% HO LO 10% DT 90% DT 10% 图 7-3. 死区时间波形图 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 9 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 VCC 工作电压 3.5V-10V。 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性 EG2181 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 EG2181 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 1.5A 和最大输出电流可达 1A, 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 280nS、 关断传导延时为 125nS,高端输出开通传导延时为 250nS、关断传导延时为 180nS。低端输出开通的上升时间 为 110nS、关断的下降时间为 50nS, 高端输出开通的上升时间为 110nS、关断的下降时间为 50nS。 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 HIN（引脚 4） 输出 输入、输出逻辑 LIN（引脚 3） HO（引脚 7） LO（引脚 5） 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 10 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 EG2181 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。EG2181 可以使用 外接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 FR107 外接自举二极管 8 VB VC HIN 7 2 6 +12V VCC LIN HO 自举电容 VS 1 5 3 LO EG2181 图 8-3. EG2181 自举电路结构 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 11 / 12 屹晶微电子有限公司 EG2181 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 SO8 封装尺寸 2016 © 屹晶微电子有限公司 版权所有 www.EGmicro.com 12 / 12