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LM2005 107V半桥栅极驱动器技术解析与应用指南

科技观察员 ? 2025-08-08 14:36 ? 次阅读
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Texas Instrument LM2005半桥栅极驱动器是一款紧凑型高压栅极驱动器,设计用于驱动同步降压或半桥配置中的高侧和低侧N沟道MOSFET。集成自举二极管无需外部分立二极管,从而节省了电路板空间并降低了系统成本。

数据手册:*附件:Texas Instruments LM2005半桥栅极驱动器数据手册.pdf

SH引脚上对–1V DC和–19.5V瞬态负电压的处理提高了高噪声应用中的系统鲁棒性。小型耐热增强型8引脚WSON封装允许将驱动器放置在更靠近电机相位的位置,从而改善了PCB布局。Texas Instruments LM2005还采用与行业标准引脚排列兼容的8引脚SOIC封装。低侧和高侧电源轨上提供欠压锁定 (UVLO),以在加电和断电期间提供保护。

特性

  • 可驱动两个采用半桥配置的N沟道MOSFET
  • 集成式自举二极管
  • GVDD上的典型欠压锁定为8V
  • BST上的绝对最大电压为107V
  • SH上的-19.5V绝对最大负瞬态电压处理
  • 0.5A/0.8A峰值拉电流/灌电流
  • 传播延迟:115ns(典型值)

功能框图

1.png

LM2005 107V半桥栅极驱动器技术解析与应用指南

一、产品概述

LM2005是德州仪器(TI)推出的一款高集成度半桥栅极驱动器,具有以下核心特性:

  • ?高压驱动能力?:支持107V绝对最大电压
  • ?集成自举二极管?:节省PCB空间和BOM成本
  • ?强健的负压处理?:SH引脚支持-19.5V瞬态负压
  • ?快速开关性能?:典型传播延迟仅115ns
  • ?双路独立控制?:高低边驱动电流分别达0.5A/0.8A

关键参数

参数规格单位
工作电压9-18V
峰值驱动电流0.5(源)/0.8(灌)A
传播延迟115ns
工作温度-40~125°C

二、引脚功能与电气特性

1. 引脚配置(8引脚WSON/SOIC)

引脚名称类型功能描述
1GVDD电源栅极驱动电源(9-18V)
2INH输入高边控制输入(TTL/CMOS兼容)
3INL输入低边控制输入(TTL/CMOS兼容)
6SH功率高边MOSFET源极连接点
7GH输出高边栅极驱动输出
5GL输出低边栅极驱动输出

2. 关键电气特性

  • ?输入阈值电压?:1.45V(高)/0.8V(低)
  • ?UVLO保护?:GVDD(8V开启/7.15V关闭)
  • ?自举二极管压降?:0.6V@100μA
  • ?静态电流?:430μA(GVDD)

三、核心技术创新

1. 集成自举二极管设计

传统半桥驱动需要外接二极管为高边驱动供电,LM2005创新性地集成自举二极管:

  • 节省0.4cm? PCB面积
  • 降低系统成本0.15? 0.15 ?0.3
  • 优化高频开关性能

2. 增强型负压处理

SH引脚支持:

  • -1V DC稳态负压
  • -19.5V瞬态负压(≤100ns)
    特别适合电机驱动等噪声环境应用

3. 智能死区管理

通过精确的时序控制(tMON/tMOFF=30ns)实现:

  • 防止直通电流
  • 无需外部延迟电路
  • 编程死区时间

四、典型应用设计

1. BLDC电机驱动方案

![应用电路图]
(展示三相无刷电机驱动典型连接)

?设计要点?:

  1. 自举电容计算:
    CBOOT > QG/(VGVDD-VDH-VBSTL) = 17nC/(12-2.1-8.05)=10.8nF
    推荐使用100nF X7R陶瓷电容
  2. 栅极电阻选择:
    RGATE = (VGVDD-VDH)/Ipeak - Rint ≈ (12-2.1)/0.5 - 5.25 = 14.75Ω
    典型值4.7-10Ω

2. 热设计指南

  • WSON封装θJA=78.2°C/W
  • 建议使用2oz铜厚PCB
  • 热焊盘需连接至大面积铺铜

五、布局布线建议

  1. ?电源处理?:
    • GVDD引脚旁放置1μF+0.1μF去耦电容
    • BST-SH间电容距芯片<3mm
  2. ?信号完整性?:
    • 栅极走线长度<20mm
    • 避免平行布置INH/INL与功率走线
  3. ?EMI优化?:
    • 采用开尔文连接降低环路电感
    • 敏感信号采用包地处理

六、选型与替代方案

型号电压驱动电流封装特色功能
LM2005107V0.5A/0.8AWSON8集成自举二极管
DRV8323100V1A/2AVQFN集成电流检测
IRS2186600V1.4A/1.8ASOIC8高压隔离

LM2005凭借其紧凑的封装和高度集成特性,特别适合空间受限的电池供电工具、电动两轮车等应用场景,其增强的负压处理能力有效提高了系统在恶劣环境下的可靠性。

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