EG2226 全桥驱动芯片:高压电机逆变驱动的高性价比方案

一、芯片核心特性

EG2226 内部集成逻辑输入处理、欠压关断、闭锁互锁、电平位移、脉冲滤波以及图腾柱输出驱动电路,主要性能亮点如下。

高端自举悬浮电源耐压最高可达 600V,能够适配高压母线的功率变换应用。芯片 VCC 供电区间为 10‑20V,极限耐压 25V,可以兼容 3.3V 以及 5V 的单片机逻辑输入信号。

芯片最高支持 500kHz 工作频率,开通延时典型 220nS,关断延时典型 200nS,能够满足高频 PWM 控制的使用需求。输出拉电流 0.6A,灌电流 1.0A,可以直接驱动常规功率 N‑MOS 管。

芯片配备 VCC、VB 自举电源双重欠压关断保护,同时内置闭锁逻辑,避免上下桥臂直通,防止功率管烧毁。HIN、LIN 输入引脚内置 250kΩ 下拉电阻,输入悬空的时候,驱动输出会自动关闭,避免功率管出现误导通的问题。

器件采用 SSOP‑16 小体积封装,无铅无卤,符合 RoHS 标准,能够节约 PCB 布板空间。

二、引脚与逻辑工作原理

EG2226 拥有两组互相独立的半桥驱动通道。第一组通道由 HIN1、LIN1 作为输入,控制 HO1、LO1 输出;第二组通道由 HIN2、LIN2 作为输入,控制 HO2、LO2 输出。两组半桥相互配合,构成完整的全桥驱动,用来驱动外部四只 N 沟道 MOS 管搭建全桥功率主回路。

芯片输入高电平阈值 2.5V,低电平阈值 1.0V,单片机 GPIO 引脚可以直接给到芯片输入信号,不需要额外增加电平转换电路。

HINx 为上桥控制输入,LINx 为下桥控制输入。当两者都为低电平时,上桥输出 HOx、下桥输出 LOx 全部关闭,上下功率管均断开。

当 HINx 为低、LINx 为高,上桥输出关闭,下桥输出打开,下桥功率管导通。

当 HINx 为高、LINx 为低,上桥输出打开,下桥输出关闭,上桥功率管导通。

如果 HINx 和 LINx 同时给到高电平,芯片内部闭锁电路会强制把两路输出全部拉低,上下桥功率管同时关断。依靠硬件层面的互锁,规避 MOS 管直通炸管的风险,降低单片机软件死区设置出错带来的隐患。

VCC 是芯片供电引脚,需要就近并联高频旁路电容,抑制高频噪声。GND 为信号地,必须和单片机共地。VB1、VB2 是两路高端悬浮电源引脚,VS1、VS2 为高端悬浮地引脚,二者搭配外部自举二极管、自举电容,实现上桥 MOS 管的驱动供电。HO1、HO2 负责输出驱动高端 MOS 管,LO1、LO2 负责输出驱动低端 MOS 管。

三、关键应用设计要点

1.自举电路设计

EG2226 采用自举悬浮驱动架构,只需要一路 VCC 供电,就可以同时驱动上下桥 N 沟道 MOS 管,不需要额外设置隔离驱动电源,这也是这颗芯片很突出的优势。

自举电路由外接自举二极管和自举电容构成。下桥 MOS 管导通的阶段,VCC 电压经过自举二极管给自举电容充电。当需要开启上桥 MOS 管时,已经充好电的自举电容充当悬浮电源,给 HO 高端驱动回路供电。

实际选型的时候,自举二极管要选用快恢复高压类型。自举电容的容量需要结合 MOS 管栅极电荷、PWM 工作频率来选定。工作频率越低,所需要的电容容量就要越大,防止自举电压发生跌落,造成上桥驱动电压不足。

2.电源与欠压保护

VCC 推荐工作电压范围 10‑20V,工程上常用典型值 15V。

VCC 欠压开启电压典型 8.4V,关断电压典型 7.9V。VB 自举电源欠压开启电压典型 7.8V,关断电压典型 7.3V。一旦供电电压跌落到阈值之下,芯片会直接关闭驱动输出,避免 MOS 管驱动电压不足,工作在放大区间出现过热损坏。VCC 引脚旁边要放置 0.1μF 高频去耦电容,削弱开关噪声,保障芯片稳定运行。

3.开关时序与 PCB 布局

高低端输出开通延时典型 220nS,关断延时 200nS。即便芯片自带硬件互锁功能,实际项目开发中,依旧建议单片机输出 PWM 时预留软件死区,进一步提升系统可靠性。

PCB 布线需要注意几个关键点。驱动输出 HO、LO 连接 MOS 管栅极的走线尽量缩短,减小线路寄生电感。自举二极管和自举电容尽量贴近 VB、VS 引脚摆放,压缩自举回路面积。功率地和信号地做好区分处理,避免功率回路噪声串扰信号回路。

四、适用场景

EG2226 适配多种功率变换设备,常见包括逆变电源、变频水泵控制器、开关电源、电动车控制器、无刷电机驱动器。在中小功率全桥方案里,可以简化驱动供电设计,减少外围元器件数量,兼顾成本与整机稳定性。

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