一、概述：
D2104M是一款高壓、大電流的PWM半橋柵極驅動芯片，只需要8~20V的低測供電，HO/LO端即可輸出0.4的源電流/0.6A的灌電流，驅動功率MOSFET或IGBT輸出高達600V的電壓；邏輯輸入兼容CMOS（3.3V）或LSTTL標準電平，內部集成死區(qū)控制和關斷控制功能。

二、性能優(yōu)點：
1.寬工作電壓8~20V；
2.高輸出源電流/灌電流0.4A/0.6A
3.最高支持600V電壓輸出；
4.兼容3.3V、5V、15V輸入邏輯
5.內部集成死區(qū)控制，防交叉?zhèn)鲗н壿嫞ɑユi），有效預防上下管同時導通；
6.SOP8小封裝。

三、應用
1.大電流電機控制，2顆D2104M可組成一個H橋驅動電路實現電機的正、反轉；3路或更多D2104M可組成3相/多相電機驅動，實現更精密的電機步進或伺服控制；如電動汽車車窗/滑板車輪等電機驅動等；
2.DC-AC逆變器電路；
3.DC-DC大電流電源轉換，D2104可被當作柵極驅動器使用，只使用其HO輸出，LO懸空，輸出加LC低通濾波電路轉換成直流，通過控制開關管的導通和截止狀態(tài)實現電壓的變化和穩(wěn)定輸出，并聯(lián)1顆或多顆相同的D2104并將VS端短路，可將輸出電流提升1倍或多倍；

四、引腳定義

五、內部框圖、應用電路及工作原理

內部框圖 典型應用電路

工作原理：

當PWM輸入低電平0到IN時，LO與VCC導通，輸出高電平，下管Q2導通，VS約等于0（實際為Q2的飽和導通壓降0.1~0.3V左右）；同時HO與VS導通，輸出低電平，上管Q1截止。VCC經二極管D1向自舉電容C2充電，假設C2電容很小且不考慮充電時間（頻率）、管壓降，則C2兩端最高電壓為VCC；

PWM輸入切換到高電平1時，LO與COM導通，輸出低電平，下管Q2截止；HO與VB導通，輸出高電平，此時VS=600V，由于電容特性C2兩端的電壓不能突變，兩端的電壓保持之前的VCC電壓，所以VB對地電壓=VCC+600V，這就是自舉升壓的原理；二極管D1此時承受了很高的反向電壓，起到了反向隔離的作用，不讓高壓竄至VCC端；

半橋電路的上下橋臂功率管是交替導通的，為了防止上下兩管同時導通，D2104M內部對驅動信號設置了固定的死區(qū)時間，即其中一路驅動信號從高電平徹底降到0V后，另外一路驅動信號再從0開始緩慢爬升，所謂死區(qū)時間，即驅動信號同時為低的時間；

六、周邊器件的計算及選型

1.功率管Q1/Q2，由于HO/LO輸出反相及死區(qū)設置的特性，外接上、下功率NMOS管必須同型號；

除了考慮其VDS、VGS電壓和ID外，還要考慮其頻率特性，主要參考Ciss和Qg兩個參數，Ciss為柵極總電容，Qg為柵極總電荷，兩者越小，頻率特性越好；如果選用Ciss/Qg比較大的功率MOS，其驅動信號上升時間變長變緩，MOS管長時間處于不完全導通狀態(tài)，會增加導通損耗，降低效率，如果開關頻率很高甚至有可能出現輸出不穩(wěn)定或發(fā)熱燒毀；

2.自舉電容C2的，C2作用是給上管提供更高的驅動電壓和驅動電流，C2如果太大，充電曲線緩慢爬升，到充電結束時電壓可能達不到上管Q1柵需要的驅動電壓而導致上管不能正常開啟或處于不完全導通狀態(tài)；C2如果太小，則驅動電流不能滿足要求，也會導致功率管損耗增加，效率降低；

自舉電容計算可參考如下公式：C2>=Qg/(dV*Fsw),其中Qg為功率管柵極總電荷，dV為電容C2從充滿至放電結束允許的跌落差，一般取0.5~2V左右，Fsw為開關頻率；

3.反向二極管，下管導通時，其提供電容充電時的充電電流；上管導通時，其承受很高的反向電壓為Vdr=600+VC2-VCC（VC2為電容C2兩端電壓，計算時可近似等于VCC），所以主要參考正向電流及反向耐壓兩個參數；

4.驅動電阻R1/R2，主要和功率管的Ciss組成RC緩沖電路，減緩驅動信號上升速率，可愛效抑制上升過快引起的過沖及振鈴的作用，一般取5~20歐；

七、芯谷科技半橋驅動芯片總覽

審核編輯 黃宇