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一、芯片核心定位

EG2113D是屹晶微电子在 EG2113S 基础上优化推出的一款高压半桥栅极驱动器

其核心价值在于600V 高端悬浮耐压、2A/2A 强驱动电流、内置死区与闭锁保护、10V-20V 单电源供电 以及 支持最高 500kHz 开关频率

专为无刷电机驱动器、正弦波/方波逆变器、电动车控制器、高压 Class-D 功放等需要高可靠性、高电压半桥驱动的工业与汽车应用设计，用于高效、安全地驱动 N 沟道 MOS 管或 IGBT 功率开关

二、关键电气参数详解

电压与耐压特性（核心安全指标）

• 高端悬浮电源耐压（VB – VS）：最大 600V，支持高压半桥拓扑
• 低侧电源电压（VCC）：工作范围 10V ~ 20V，推荐典型值 15V（适用于高压开启 MOS 管）
• 逻辑输入电平范围：高电平 > 3.0V，低电平 < 1.5V，兼容 5V 逻辑，对 3.3V 逻辑需注意高电平阈值
• 输入信号耐压：HIN、LIN、SD 引脚最大 6V，避免超压损坏

驱动输出能力（核心性能）

• 输出拉电流（IO+）：最大 2A（Vo=0V，脉宽 ≤ 10μs）
• 输出灌电流（IO-）：最大 2A（Vo=12V，脉宽 ≤ 10μs）

强驱动能力可快速充放电功率管栅极电容，降低开关损耗

开关时间特性（影响开关频率与效率）

• 低侧输出（LO）开关时间：
  开通延时（Ton）：典型 300ns，最大 400ns
  关断延时（Toff）：典型 180ns，最大 280ns
  上升时间（Tr）：典型 20ns，最大 25ns
  下降时间（Tf）：典型 15ns，最大 20ns
• 高侧输出（HO）开关时间：
  开通延时（Ton）：典型 300ns，最大 400ns
  关断延时（Toff）：典型 180ns，最大 280ns
  上升时间（Tr）：典型 20ns，最大 25ns
  下降时间（Tf）：典型 15ns，最大 20ns
• 死区时间（DT）：典型 130ns（范围 50ns–250ns），内置防直通闭锁
  

功耗与静态特性

• 静态电流（ICC）：典型 50μA，最大 100μA（输入悬空，VCC=15V
  

电源欠压保护（增强可靠性）

• VCC 欠压保护：
  开启阈值：典型 8.4V（范围 7.4V–9.4V）
  关断阈值：典型 8.0V（范围 7.0V–9.0V）
• VB 欠压保护：
  开启阈值：典型 8.6V（范围 7.6V–9.6V）
  关断阈值：典型 8.2V（范围 7.2V–9.2V）
  

三、芯片架构与特性优势

全集成半桥驱动架构

• 内置电平移位、死区控制、闭锁保护、脉冲滤波，实现单芯片半桥驱动
• 自举悬浮电源结构，仅需一路 VCC（10V–20V）即可驱动高侧与低侧 MOS 管
• 输入引脚内置 200kΩ 下拉电阻，悬空时自动关闭输出，防止误触发

高可靠性设计

• 600V 高侧耐压，适应工业电机驱动、逆变器等高压环境
• 集成 VCC 与 VB 欠压保护，避免因电源不足导致 MOS 管不完全导通
• 最高支持 500kHz 开关频率，适用于高频逆变与 Class-D 功放

封装与易用性

• 提供 SOP16 与 SOW16 两种封装，引脚兼容，便于布线与散热
• 无铅无卤，符合 RoHS 标准，满足环保要求

四、应用设计要点

自举电路设计（关键）

• 自举二极管（D）：应选用快恢复二极管，耐压高于 VB 最大值，推荐电流 ≥ 1A
• 自举电容（C）：推荐 0.1μF–1μF 陶瓷电容，耐压 ≥ VCC，低 ESR
• 自举充电机制：在低侧导通、高侧关断期间，VCC 通过 D 对 C 充电；高侧导通时，C 作为悬浮电源为高侧驱动供电
  

电源与去耦设计

• VCC 引脚：必须就近放置 0.1μF 高频陶瓷电容 到 COM（功率地）
• VDD 引脚：必须就近放置 0.1μF 高频陶瓷电容 到 VSS（信号地）
• 若系统噪声较大，可额外并联 10μF 以上电解电容以增强稳定性

PCB 布局准则（影响噪声与可靠性）

• 功率地（COM）与信号地（VSS）：应在芯片附近单点连接，避免功率噪声干扰逻辑电路
• 自举环路面积最小化：VB、VS、HO 与自举二极管、电容的走线应短而粗
• 高侧驱动回路：HO 到高侧 MOS 栅极的走线尽量短，减少寄生电感
• 输入信号线（HIN、LIN、SD）：应远离高 dv/dt 节点（如 HO、LO、VS）

逻辑输入与使能控制

• HIN 高电平有效，控制高侧输出 HO
• LIN 高电平有效，控制低侧输出 LO
• SD（关断）高电平有效，可同时关闭 HO 与 LO，用于故障保护或节能

真值表如下：

五、典型应用场景

• 无刷直流电机（BLDC）驱动器：用于电动车、无人机、水泵等三相全桥驱动中的半桥单元
• 正弦波/方波逆变器：在太阳能逆变器、UPS 中驱动高频变压器或滤波电感
• 变频控制器：用于空调、洗衣机等家电中的压缩机驱动
• 高压 Class-D 音频功放：驱动输出级 MOS 管，实现高效率音频放大
• 工业电源与充电机：用于 LLC、移相全桥等拓扑中的高侧驱动

六、调试与常见问题

高侧无输出或输出异常

• 检查自举电容：容值是否过小或 ESR 过大？是否已正确充电？
• 检查自举二极管：是否损坏或反向恢复时间过慢？
• 测量 VB – VS 电压：在高侧导通期间是否足够（应接近 VCC）？

开关波形振荡或过冲

• 检查栅极驱动电阻：是否未串联适当电阻（通常 2Ω–10Ω）？
• 优化 PCB 布局：驱动回路是否过长？是否形成较大寄生电感？
• 增加栅极-源极间小电容（如 1nF），可减缓开关速度、抑制振荡（但会增加开关损耗）

芯片发热严重

• 检查开关频率：是否超过 500kHz 导致开关损耗过大？
• 检查负载电容：驱动的 MOS 管栅极总电容是否过大？
• 检查 VCC 电压：是否过高导致驱动电流过大？

死区时间不足或直通

• 确认内置死区时间（典型 100ns）是否满足 MOS 管关断时间要求
• 若需要更长死区，应在 MCU 或前级逻辑中额外插入延时
• 测量 HO 与 LO 波形，确保无重叠导通区域

七、总结

EG2113D作为 EG2113S 的升级型号，在10V–20V 单电源供电、高侧 600V 耐压、2A 强驱动、内置欠压保护等方面表现出色，是一款适用于高压、高频、高可靠性半桥驱动场景的优选芯片

其自举电源设计极大简化了系统电源架构，内置死区与闭锁保护显著提升了系统安全性

成功应用的关键在于合理的自举元件选型、严谨的 PCB 布局、适当的栅极电阻配置以及对欠压保护阈值的充分理解

在无刷电机驱动、逆变电源、工业变频等高要求场合，EG2113D 是一款兼具性能与可靠性的栅极驱动解决方案

文档出处
本文基于屹晶微电子（EGmicro）EG2113D 芯片数据手册 V1.1 整理编写，结合高压半桥驱动设计实践。具体设计与应用请以官方最新数据手册为准，在实际应用中务必重点验证 自举电路工作状态、开关波形质量及欠压保护功能。