FAN7387自振荡高压栅极驱动器详解：设计与应用指南

在电子工程师的日常设计工作中，高效且稳定的栅极驱动器是众多电路不可或缺的组成部分。今天我们要深入探讨一款性能出色的产品——FAN7387自振荡高压栅极驱动器，看看它在实际应用中能为我们带来哪些便利和优势。

文件下载：FAN7387MX.pdf

一、FAN7387 简介

FAN7387最初由仙童半导体（Fairchild Semiconductor）推出，如今仙童已成为安森美半导体（ON Semiconductor）的一部分。安森美半导体提醒，由于系统要求，部分仙童可订购的零件编号需要更改，原编号中的下划线（_）将改为破折号（-），大家可在安森美官网查询更新后的设备编号。

FAN7387是一款用于常见半桥逆变器、开关电源（SMPS）以及荧光灯和高强度放电（HID）灯镇流器的简单控制IC。它具有以下显著特点：

• 内部时钟与同步功能：使用外部RCT实现内部时钟和外部同步功能。
• 死区时间控制：通过电阻进行死区时间控制，有效降低开关器件的功率损耗。
• 关机功能：具备关机（禁用模式），方便在特定情况下停止工作。
• 内部并联稳压器：提供稳定的电源供应。
• 欠压锁定（UVLO）功能：高低侧均有此功能，保障电路在合适的电压下工作。

其典型应用包括半桥逆变器、开关电源、HID灯镇流器解决方案以及荧光灯镇流器等。

二、产品规格与参数

（一）订购信息

目前有FAN7387MX(1)这一型号可供选择，采用8 - SOP封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 125℃，包装方式为卷带包装，且该器件通过了JESD22A - 111波峰焊测试。

（二）引脚配置与定义

FAN7387的引脚配置明确，各引脚功能如下：	引脚编号	引脚名称	引脚描述
1	RCT	振荡器频率设置电阻和电容引脚
2	VDD	电源电压引脚
3	DT/SD	死区时间控制和关机（低电平有效）引脚
4	GND	信号接地引脚
5	LO	低侧输出引脚
6	VS	高侧浮动电源返回引脚
7	HO	高侧输出引脚
8	VB	高侧浮动电源引脚

（三）绝对最大额定值与推荐工作额定值

在使用FAN7387时，我们必须遵守其绝对最大额定值和推荐工作额定值，以确保器件的正常工作和可靠性。

• 绝对最大额定值：例如，高侧浮动电源电压（VB）最大为625.0V，高侧偏移电压（Vs）最大为600.0V等。超出这些额定值可能会损坏器件。
• 推荐工作额定值：如高侧浮动电源电压（VB）推荐范围为Vs + 11至Vs + 14V，低侧电源电压（VoD）推荐范围为11至14V等。按照推荐值设计电路，能保证器件性能最优。

（四）电气特性

文档详细列出了FAN7387在不同条件下的电气特性参数，包括低侧电源特性、高侧电源特性、振荡器特性、输出特性和保护特性等。例如，在特定条件下，振荡频率1（fosc1）典型值为20kHz，死区时间（tp）典型值为600ns等。这些参数是我们设计电路时的重要参考依据。

三、功能描述

（一）欠压锁定（UVLO）功能

FAN7387的高低侧均配备UVLO电路。当VDD达到VDD_UV + 时，UVLO电路释放，器件正常工作；当VDD低于VDDuv - 时，UVLO电路启动，此时器件的供电电流小于130µA。高侧栅极驱动器的电源在VB和VS之间，当VB - VS低于VBS_UV + 时，驱动器保持低电平状态，关闭高侧开关；当VB - VS超过VBS_UVH后，驱动器恢复工作。这一功能有效防止了在低电源电压下的误操作。

（二）振荡器

FAN7387的运行频率由外部定时电阻（RT）和定时电容（CT）决定。电容CT从1/4 VDD充电到VDD的时间决定了LO和HO栅极驱动器输出的运行频率。通过特定的公式，我们可以计算出RCT的放电时间t和IC的运行频率frunning。这为我们根据实际需求调整电路频率提供了理论基础。

（三）编程死区时间控制/关机

通过多功能引脚和外部电阻（RDT）可以控制死区时间，并通过外部开关保护异常情况。该引脚需连接外部电容以维持稳定运行。当DT/SD引脚电压通过外部开关降至1V以下时，FAN7387进入关机模式，此时无输出信号。

（四）栅极驱动器操作

FAN7387有两种工作模式：

• 自振荡模式：使用外部定时电阻（RT）和外部定时电容（CT）实现。
• 强制振荡模式：由外部PWM信号驱动。外部PWM信号的输入范围需在3/5 VDD和3/4 VDD之间，该信号会产生HO和LO输出，且HO信号与外部输入信号同相。

四、典型应用与性能特性

文档中提供了多个典型应用电路图，包括SMPS的自振荡方法、使用外部信号的SMPS、全桥转换器以及荧光灯镇流器等。这些电路图为我们在实际设计中提供了参考范例。同时，还给出了一系列典型性能特性图，如启动电流与温度的关系、各种电压阈值与温度的关系、工作频率与温度的关系等。通过这些图表，我们可以直观地了解FAN7387在不同温度下的性能变化，从而在设计中充分考虑温度因素的影响。

五、注意事项与相关政策

（一）零件编号变更

由于仙童半导体被安森美半导体整合，部分零件编号需要更改，大家务必在安森美官网核实更新后的编号。

（二）知识产权与责任声明

安森美半导体拥有众多专利、商标等知识产权，同时声明对产品的适用性不做保证，不承担因产品应用或使用产生的任何责任。用户在使用产品时需自行负责产品和应用的合规性。此外，安森美半导体产品禁止用于生命支持系统或特定医疗设备等未经授权的应用。

（三）反假冒政策

半导体零件的假冒问题日益严重，仙童半导体采取了强有力的措施来保护自身和客户。建议大家通过正规渠道购买产品，确保产品的质量和可追溯性。

（四）产品状态定义

文档中明确了不同数据手册标识对应的产品状态，如提前信息表示产品处于设计阶段，规格可能随时更改；初步生产表示数据手册包含初步数据，可能会补充数据；无标识表示全面生产，数据手册包含最终规格；过时表示产品已停产，数据手册仅供参考。大家在使用时需根据产品状态合理参考数据。

FAN7387自振荡高压栅极驱动器凭借其丰富的功能和良好的性能，在半桥逆变器、开关电源和灯镇流器等领域具有广泛的应用前景。作为电子工程师，我们在设计过程中要充分了解其规格参数、功能特点和注意事项，合理运用这些知识，才能设计出高效、稳定的电路。大家在实际应用中遇到过哪些与栅极驱动器相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。