EG2124A

ELECTRONIC GIANT EG2124A 芯片用户手册 三相独立半桥驱动芯片 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 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 三相独立半桥驱动芯片 版本变更记录 版本号 日期 描述 V1.0 2019 年 11 月 11 日 EG2124A 数据手册初稿 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 1/1 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 目 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 录 特性 ..................................................................................................................................................................... 1 描述 ..................................................................................................................................................................... 1 应用领域 ............................................................................................................................................................. 1 引脚 ..................................................................................................................................................................... 2 4.1 引脚定义 ................................................................................................................................................... 2 4.2 引脚描述 ................................................................................................................................................... 3 结构框图 ............................................................................................................................................................. 4 典型应用电路 ..................................................................................................................................................... 5 电气特性 ............................................................................................................................................................. 5 7.1 极限参数 ................................................................................................................................................... 5 7.2 典型参数 ................................................................................................................................................... 6 7.3 开关时间特性及死区时间波形图 ........................................................................................................... 8 应用设计 ............................................................................................................................................................. 8 8.1 VCC 端电源电压 ........................................................................................................................................ 8 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性 ................................................................................................... 8 8.3 自举电路 ................................................................................................................................................. 10 封装尺寸 ........................................................................................................................................................... 11 9.1 TSSOP20 封装尺寸 .................................................................................................................................. 11 9.2 QFN24 封装尺寸 ..................................................................................................................................... 12 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 1/1 屹晶微电子有限公司 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 三相独立半桥驱动芯片 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 1. 特性 ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ 高端悬浮自举电源设计，耐压可达 260V 集成三路独立半桥驱动 适应 5V、3.3V 输入电压 最高频率支持 500KHZ 低端 VCC 电压范围 7V-20V ◼ ◼ ◼ ◼ ◼ 输出电流能力 IO +0.8A/-1.2A VCC 和 VB 带欠压保护 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 封装形式：TSSOP20 和 QFN24 无铅无卤符合 RHOS 标准 2. 描述 EG2124A 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、欠压保护电路、闭锁电路、电平位移电路、脉冲滤波电路及输出驱动电路。 EG2124A 高端的工作电压可达 260V，低端 VCC 的电源电压范围宽 7V～20V。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 +0.8A/-1.2A，采用 TSSOP20 和 QFN24 封装。 3. 应用领域 ◼ 三相直流无刷电机驱动器 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 1/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 4. 引脚 4.1 引脚定义 1 HIN1 VB1 20 2 HIN2 HO1 19 3 HIN3 VS1 18 4 LIN1 VB2 17 5 LIN2 HO2 16 6 LIN3 VS2 15 7 VCC VB3 14 8 GND HO3 13 9 LO3 VS3 12 10 LO2 LO1 11 EG2124A 图 4-1. EG2124A 管脚定义 4 VCC 5 6 HO1 LIN3 19 VB1 3 20 NC LIN2 21 HIN1 2 22 HIN2 LIN1 23 HIN3 1 24 VS1 18 VB2 17 HO2 16 VS2 15 NC VB3 14 GND HO3 13 NC NC LO3 LO2 LO1 VS3 EG2124 7 8 9 10 11 12 图 4-2. EG2124 管脚定义 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 2/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 4.2 引脚描述 引脚序号 1，2，3 引脚名称 HIN1，HIN2，HIN3 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 4，5，6 LIN1，LIN2，LIN3 I 7 VCC Power 模拟电源 8 GND - 模拟电源 9，10，11 LO，1LO2，LO3 O 输出控制低端 MOS 功率管的导通与截止 12，15，18 VS1，VS2，VS3 - 高端悬浮地端 13，16，19 HO1，HO2，HO3 O 输出控制高端 MOS 功率管的导通与截止 14，17，20 VB1，VB2，VB3 Power 引脚序号 引脚名称 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 22，23，24 HIN1，HIN2，HIN3 高端悬浮电源 1，2，3 LIN1，LIN2，LIN3 I 4 VCC Power 模拟电源 6 GND - 模拟电源 9，10，11 LO，1LO2，LO3 O 输出控制低端 MOS 功率管的导通与截止 12，15，18 VS1，VS2，VS3 - 高端悬浮地端 13，16，19 HO1，HO2，HO3 O 输出控制高端 MOS 功率管的导通与截止 14，17，20 VB1，VB2，VB3 Power 5，7，8,21 NC - 高端悬浮电源 空脚 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 3/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 5. 结构框图 HIN1 LIN1 HIN2 LIN2 HIN3 LIN3 滤 波 滤 波 滤 波 滤 波 滤 波 滤 波 死区 控制 和闭 锁控 制 死区 控制 和闭 锁控 制 死区 控制 和闭 锁控 制 电 平 位 移 脉 冲 滤 波 VB1 驱 动 HO1 VS1 VCC 延 时 电 平 位 移 驱 动 脉 冲 滤 波 延 时 电 平 位 移 延 时 VB2 驱 动 HO2 VS2 驱 动 脉 冲 滤 波 LO1 LO2 VB3 驱 动 HO3 VS3 驱 动 LO3 GND 图 5-1. EG2124A 内部电路图 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 4/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 6. 典型应用电路 15V FR107 HIN1,2,3 260V 1N4148 VB1,2,3 HIN1,2,3 HO1,2,3 LIN1,2,3 VS1,2,3 LIN1,2,3 C3 R4 EG2124A OUT VCC 1N4148 C1 1uF GND LO1,2,3 R5 图 6-1. EG2124A 典型应用电路图 7. 电气特性 7.1 极限参数 符号 参数名称 测试条件 最小 最大 单位 自举高端 VB 电源 VB1、VB2、VB3 - -0.3 280 V 高端悬浮地端 VS1、VS2、VS3 - VB-25 VB+0.3 V 高端输出 HO1、HO2、HO3 - VS-0.3 VB+0.3 V 低端输出 LO1、LO2、LO3 - -0.3 VCC+0.3 V 电源 VCC - -0.3 25 V 高通道逻辑信号 输入电平 HIN1、HIN2、HIN3 - -0.3 VCC+0.3 V 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 5/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 低通道逻辑信号 输入电平 LIN1、LIN2、LIN3 - -0.3 VCC+0.3 V 环境温度 环境温度 - -40 125 ℃ 储存温度 储存温度 - -55 150 ℃ 焊接温度 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。 7.2 典型参数 无另外说明，在 TA=25℃，Vcc=12V，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 VDD - 7 12 20 V 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 IN(H) Vin=5V - - 20 uA IN(L) Vin=0V -15 - - uA 悬浮电源漏电流 ILK VB1,2,3=VS1,2,3=300V - 0.1 1 uA VBS 静态电流 IQBS VIN 悬空 - 20 50 uA VBS 动态电流 IPBS f=16KHZ - 100 200 uA Vcc 静态电流 IQcc VIN 悬空 - 150 350 uA Vcc 动态电流 IPcc f=16KHZ - 400 600 uA VS 静态负压 VSN - - -6 - V ILINH VLIN=5V - 20 40 uA ILINL VLIN=0V - - 2 uA IHINH VLIN=5V - 20 40 uA IHINL VLIN=0V - - 2 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 LIN 高电平输入 偏置电流 LIN 低电平输入 偏置电流 HIN 高电平输入 偏置电流 HIN 低电平输入 偏置电流 VCC 电源欠压关断特性 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 6/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 Vcc 开启电压 Vcc(on) - 4.7 5.7 6.7 V Vcc 关断电压 Vcc（off） - 4.5 5.5 6.5 V VB 电源欠压关断特性 VB 开启电压 VB(on) - 4.6 5.6 6.6 V VB 关断电压 VB（off） - 4.5 5.5 6.5 V 输入下拉电阻 RIN - 240 KΩ HO 下拉电阻 RHO - 70 KΩ LO 下拉电阻 RLO - 70 KΩ 低端输出 LO、LO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-1 - 320 420 nS 关延时 Toff 见图 7-1 - 120 220 nS 上升时间 Tr 见图 7-1 - 35 70 nS 下降时间 Tf 见图 7-1 - 25 50 nS 高端输出 HO、HO 开关时间特性 开延时 Ton 见图 7-2 - 320 420 nS 关延时 Toff 见图 7-2 - 120 220 nS 上升时间 Tr 见图 7-2 - 35 70 nS 下降时间 Tf 见图 7-2 - 25 50 nS 100 200 300 nS - +0.8 - A - -1.2 - 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 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 7/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 7.3 开关时间特性及死区时间波形图 50% 50% 50% 50% HIN LIN Toff Ton Tr 90% LO Toff Tf 10% Ton Tf Tr 90% 90% HO 10% 10% 图 7-1. 低端输出 LO 开关时间波形图 90% 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 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，开启 MOS 管推荐电源 VCC 工作电压典型值为 7V-15V。 8.2 输入逻辑信号要求和输出驱动器特性 EG2124A 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 EG2124A 的输入通道上。 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 8/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 高端上桥臂和低端下桥臂输出驱动器的最大灌入可达 0.8A 和最大输出电流可达 1.2A, 高端上桥臂通道 可以承受 260V 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 320nS、 关断传导延时为 120nS,高端输出开通传导延时为 320nS、关断传导延时为 120nS。低端输出开通的上升时 间为 35nS、关断的下降时间为 25nS, 高端输出开通的上升时间为 35nS、关断的下降时间为 25nS。 输入信号和输出信号逻辑功能图如图 8-2： 1 HIN 1 0 0 0 0 1 LIN 1 1 0 0 0 0 0 1 LO 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 HO 1 0 1 0 1 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 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 为“1”和 LIN 为“1”或者 HIN 为“0”和 LIN 为“0”时，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。 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 9/12 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 屹晶微电子有限公司 三相独立半桥驱动芯片 8.3 自举电路 EG2124A 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。EG2124A 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 VC 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。 自举电容 VC PCB 布局尽量靠近芯片的 VB 脚跟 VS 脚，自举电容可以选择瓷片电容或者电解电容，最小 容值可按以下公式计算： VC 15 2 2 Qg Qperiod Vcc VF Ibso F Vds Ibsc F 其中：Qg 为高压侧 MOS 管的栅极电荷； Qperiod 为每个周期中电平转换电路的电荷要求，约为 5nC； Ibso 为高压侧驱动电路打开时的静态电流； Ibsc 为自举电容的漏电流； F 为电路工作频率； Vcc 为低端电源电压； VF 为自举二极管的正向压降； Vds 为 MOS 管需要彻底打开的 GS 电压。 260V FR107 外接自举二极管 VB VC HIN HO 自举电容 VS +12V VCC LIN LO 图 8-3. EG2124A 自举电路结构 2019 ©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 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 三相独立半桥驱动芯片 9. 封装尺寸 9.1 TSSOP20 封装尺寸 2019 ©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 EG2124A 芯片数据手册 V1.0 三相独立半桥驱动芯片 9.2 QFN24 封装尺寸 2019 ©屹晶微电子有限公司 版权所有 www.egmicro.com 12/12