深入解析 onsemi FAN3226 - 29 系列双通道 2A 高速低边栅极驱动器

在电子设计领域，栅极驱动器是功率电子系统中至关重要的组件，它能够有效驱动 MOSFET 等功率开关器件，实现高效的功率转换。今天，我们将深入探讨 onsemi 的 FAN3226 - 29 系列双通道 2A 高速低边栅极驱动器，详细了解其特点、性能以及应用注意事项。

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产品概述

FAN3226 - 29 系列专为低边开关应用设计，旨在通过在短开关间隔内提供高峰值电流脉冲，驱动 N 沟道增强型 MOSFET。该系列驱动器具有 TTL 或 CMOS 输入阈值，内部电路可提供欠压闭锁（UVLO）功能，确保输出在电源电压进入工作范围之前保持低电平。此外，A 和 B 通道之间具有匹配的内部传播延迟，适用于对计时要求严格的双门驱动应用，如同步整流器。而且，两个驱动器可以并联使用，使驱动单 MOSFET 的电流能力增加一倍。

产品特性

电气性能

• 宽工作电压范围：4.5V 到 18V 的工作电压范围，适应多种电源环境。
• 高电流输出能力：在 (V{DD}=12V) 时，具有 3A 峰值灌电流/源电流；在 (V{OUT}=6V) 时，灌电流为 2.4A，源电流为 1.6A。
• 快速开关速度：1nF 负载时，上升/下降时间典型值为 12ns/9ns，20ns 典型传输延迟，且通道间传输匹配度在 1ns 内。

输入输出配置

• 多种输入阈值选择：可选择 TTL 或 CMOS 输入阈值，满足不同的逻辑电平需求。
• 丰富的驱动器版本：包括双通道反相 + 使能（FAN3226）、双通道同相 + 使能（FAN3227）、双输入且具有两种引脚输出配置（FAN3228 和 FAN3229）。
• 内部电阻关闭功能：无输入时，内部电阻可关闭驱动器，确保功率 MOSFET 关断。

封装与热特性

• 小型封装：提供 8 引脚 3x3 毫米 MLP 或 8 引脚 SOIC 封装，节省电路板空间。
• 良好的热性能：不同封装具有不同的热阻特性，如 8 引脚 3x3mm 模塑无铅封装（MLP）的热阻相对较低，有利于散热。

引脚说明与输出逻辑

引脚功能

FAN3226 - 29 系列的引脚包括使能输入端（ENA、ENB）、输入端（INA、INA+、INA - 、INB、INB+、INB - ）、输出端（OUTA、OUTB）、接地端（GND）、电源电压端（VDD）以及散热盘端（P1，仅限于 MLP 封装）。每个引脚都有其特定的功能，例如 ENA 和 ENB 用于使能或禁用相应通道的驱动器。

输出逻辑

不同型号的驱动器具有不同的输出逻辑。以 FAN3226 为例，当 ENx 为 0 时，无论 INx 状态如何，OUTx 都为 0；当 ENx 为 1 且 INx 为 0 时，OUTx 为 1；当 ENx 为 1 且 INx 为 1 时，OUTx 为 0。其他型号的输出逻辑也根据其特性进行设计，以满足不同的应用需求。

关键技术与应用信息

MillerDrive 栅极驱动技术

FAN322x 栅极驱动器引入了 MillerDrive 结构，该结构结合了双极性器件和 MOS 器件，在较宽的电源电压与温度变化范围内提供大电流。在 MOSFET 导通/关断过程的米勒平台阶段，双极性器件能够承载较大电流，MOS 器件将输出轨到轨拉高或拉低，从而加快开关速度，减少开关损耗。

输入阈值与静态电源电流

• 输入阈值：FAN322x 系列提供 TTL 和 CMOS 两种输入阈值。TTL 输入阈值依赖于 (V{DD}) 电压，具有约 0.4V 的滞回电压；CMOS 输入阈值也依赖于 (V{DD}) 电平，当 (V{DD}) 为 12V 时，逻辑上升沿阈值约为 (V{DD}) 的 55%，逻辑下降沿阈值约为 (V{DD}) 的 38%，并提供约 17% (V{DD}) 大小的滞回电压。
• 静态电源电流：静态 (I{DD}) 电流受输入端和输出端状态影响，在所有输入端/使能端浮置（输出为低电平）时，显示测试配置下静态 (I{DD}) 电流的最小值；对于其他状态，静态 (I_{DD}) 电流为曲线值与流过输入端和输出端 100k 电阻的附加电流之和。

欠压锁定

欠压闭锁（UVLO）功能确保了 IC 的正常启动，当 (V{DD}) 低于 3.9V 的工作电压时，电路保持输出为低电平，不受输入引脚状态的影响。在器件有效后，电源电压必须跌落 0.2V 才会关断，这种滞回有利于防止因低 (V{DD}) 电源电压产生的噪音导致的抖动。

(V_{DD}) 旁路电容指南

为了使 IC 能快速导通器件，需要在 (V{DD}) 和 GND 引脚之间连接一个低 ESR 和 ESL 的就地高频旁路电容 (C{BY})。确定 (C{BY}) 值的典型原则是保持 (V{DD}) 电源的纹波电压 < 5%，通常选择 0.1μF 至 1μF 或更大的陶瓷电容。如果电路噪声影响正常工作，可提高 (C_{BY}) 值或分解为两个电容。

布线与连接指南

• 路径分离：保持大电流输出和功率地路径在逻辑上分离，使能输入信号和信号地路径分离，特别是在处理 TTL - 电平逻辑阈值时。
• 靠近负载：驱动器应尽可能靠近负载，以减少串联电感，改善高速开关过程，减少电磁干扰。
• 防止噪声：未使用的通道输入应与 (V_{DD}) 或 GND 用短导线相连，防止噪声造成开关错误输出。

热指南与应用电路图

热指南

栅极驱动器在驱动高频率开关 MOSFET 和 IGBT 时会产生显著的功耗，总功耗 (P{TOTAL}) 为 (P{GATE}) 和 (P{DYNAMIC}) 两部分之和。通过计算栅极驱动损耗 (P{GATE}) 和动态预驱动/击穿电流 (P{DYNAMIC})，可以估算驱动器的结温 (T{J})。在实际应用中，需要确保器件的结温不超过最大额定值，例如在 80% 降额时，(T_{J}) 限制为 120°C。

应用电路图

该系列驱动器适用于多种应用，如开关电源、高效 MOSFET 开关、同步整流电路、DC - DC 转换器、电机控制和服务器等。文档中提供了具有同步整流器的正激式转换器和具有两个栅极驱动变压器的移相全桥简图等应用电路图，为工程师的设计提供了参考。

订购信息与相关产品

订购信息

FAN3226 - 29 系列提供多种型号和封装选择，每卷盘数量和包装方法也有所不同。例如，FAN3226TMPX 采用 3x3mm MLP - 8 封装，每卷盘数量为 3000 个，包装方法为卷带和卷盘。

相关产品

onsemi 还提供了一系列相关的栅极驱动器产品，包括单通道和双通道不同电流能力的驱动器，输入阈值有 CMOS 和 TTL 可选，封装形式也多种多样。这些产品可以满足不同应用场景的需求。

总之，onsemi 的 FAN3226 - 29 系列双通道 2A 高速低边栅极驱动器具有高性能、多种配置和良好的热性能等优点，适用于多种功率电子应用。在设计过程中，工程师需要根据具体需求选择合适的型号和封装，并注意输入阈值、电源电流、热管理和布线等方面的问题，以确保系统的稳定和高效运行。你在使用这类驱动器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。