主流半桥驱动芯片如何发展：先增效再降本

在半桥驱动电路中，通常会增加死区设置。如果不加入死区，在另一个电子设备完全关闭之前，一个电力电子设备将完全打开，这将形成短路并烧毁设备。因此，如何降低半桥驱动芯片中的死区时间要求是体现性能的关键点。

其实主流厂商这类芯片的性能都很高，每一款拥有独特技术加持的产品都可以说有自己的所长在效率打不开明显差距的情况下，降低成本、提高性价比成为主流半桥驱动芯片的另一个竞争焦点。

英飞凌半桥驱动芯片

英飞凌可以说是半桥驱动的高手，其半桥驱动芯片通常有两个互锁通道。著名的半桥驱动器IR2104在此不再赘述。大家太熟悉了。

先来看看最新的650 V半桥驱动器，一款绝缘体上硅(SOI)栅极驱动IC，有大电流(2.5 A)和小电流(0.7 A)两种选择，强度和抗噪性都非常出色。

首先说说英飞凌的绝活，绝缘体上硅(SOI)技术。这种技术本质上是一种高压电平转换技术，集成了BSD，每个晶体管之间用嵌入式二氧化硅隔开。这项技术表现在芯片强大的抗负瞬态电压能力和低电平开关损耗。

2ED2101S06F是基于该技术的半桥栅极驱动器。该系列在高端和低端栅极驱动上具有0.29安的拉电流和0.7安的吸电流。SOI可以承受100V的负瞬态电压，在行业内绝对领先。同时，由于器件中没有寄生晶闸管结构，在所有温度和电压条件下都不会发生闩锁。

该器件的延迟稍低，为90ns，但这并不影响出色的负瞬态电压带来的极高的耐用性和抗噪声能力，以及SOI技术的出色性能，将电平移动损耗降低了50%。此外，集成BSD在节省空间和降低BOM成本方面具有优势。

ST半桥驱动芯片

ST电机驱动器涵盖的范围很广，从单桥到半桥再到多通道驱动器。在高压应用中，ST的半桥驱动优势比同行，更明显其中一个主要原因就是独家BCD“离线”技术。

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(L6384E，ST)

上图中的L6384E是ST的高压半桥驱动器，采用BCD“离线”技术。有了这项技术，L6384E高端的浮动部分可以在高达600 V的电压轨下工作，两个器件的输出可以分别接收650 mA和400 mA，但由于采用单输入配置，只有一个输出会驱动高电压。死区时间功能可以进一步防止两个输出的交叉导通，也可以通过连接到DT/SD引脚的外部电阻进行调节。

在性能指标方面，除了650毫安和400毫安的驱动能力外，L6384E还可以在整个温度范围内提供50 V/ns的dV/dt抗扰度。在1nF负载下，开关的延迟在上升阶段仅为50ns，在下降阶段仅为30ns。同时，UVLO保护和V  CC电压箝位技术也给予器件足够的可靠性。

L6384E保证了低压侧与高压侧的匹配延时，从而简化了设备的高频运行。逻辑兼容CMOS，便于与控制设备接口。

同样，BSD也集成在器件内部，效率提升不够，设计应该更紧凑。

TI半桥驱动芯片

这里不选TI的高压系列。我们来看看TI的低压半桥栅极驱动器。TI的低压系列性能足够稳定，系统足够可靠。TI在低压应用中没有集成BSD，毕竟不是高压应用，但是在效率提升上，TI通过减少死区时间让效率更接近。

一般来说，半桥驱动器根据总线电压分为低压和高压。120V以下的半桥驱动器传播延迟相对较快，可以实现更快的切换，提高整体系统效率。

UCC27282，120V半桥栅极驱动器，是TI在120V半桥驱动器应用下最重要的产品之一。UCC27282是一款n沟道MOSFET驱动器，可以基于半桥或同步降压配置控制拓扑中的两个n沟道MOSFET。该系列具有出色的性能，因为UCC27282具有3.5A的峰值吸电流和2.5A的峰值拉电流，以及低上拉和下拉电阻，因此该器件可以在MOSFET米勒平台转换期间以最小的开关损耗驱动大功率MOSFET。为了保证设备的稳定性和灵活性，UCC27282配备了许多功能。输入引脚和HS引脚可以承受较大的负电压，输入引脚为-5V，HS引脚为-14V，提高了系统稳定性。输入互锁进一步提高了噪声应用中的鲁棒性和系统可靠性。在高频应用中，5V  UVLO可以耐受极端工作条件并提高效率。

在死区的设置上，UCC27282较小的16ns传播延迟和1ns的匹配延迟可以将死区时间的要求降到最低，这是提高TI效率的技术关键。

总结

在半桥驾驶方面，这三家公司在行业内几乎具有压倒性的优势。这些主要制造商都有自己独特的技术来降低电平转换损耗和死区时间，以提高效率。同时，集成BSD以降低成本、节省空间正成为行业趋势，尤其是在高压应用领域。毕竟性价比很受用户重视。