‌DRV8106-Q1 汽车级半桥智能栅极驱动器技术文档总结‌

DRV8106-Q1是一款高度集成的半桥栅极驱动器，能够驱动高侧和低侧N沟道功率MOSFET。它使用用于高侧的集成倍增器电荷泵和用于低侧的线性稳压器产生适当的栅极驱动电压。

该器件采用智能栅极驱动架构，可降低系统成本并提高可靠性。栅极驱动器优化死区时间以避免击穿情况，通过可调的栅极驱动电流控制降低电磁干扰 （EMI），并防止漏极到源极和栅极短路条件DS和 VGS的显示器。
*附件：drv8106-q1.pdf

宽共模分流放大器提供在线电流检测，即使在循环窗口期间也能连续测量电机电流。如果不需要在线检测，该放大器可用于低侧或高侧检测配置。

DRV8106-Q1 提供一系列保护功能，以确保系统稳健运行。其中包括电源和电荷泵的欠压和过压监测器，VDS过流和VGS的用于外部 MOSFET 的栅极故障监控器、离线开路负载和短路诊断以及内部热警告和关断保护。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，T一个
• 半桥智能门驱动器
  • 4.9V 至 37V （40V abs. max） 工作范围
  • 用于 100% PWM 的倍增电荷泵
• 引脚到引脚栅极驱动器变体
  • DRV8705-Q1：带低侧放大器的 H 桥
  • DRV8706-Q1：带内联放大器的 H 桥
• 智能门驱动架构
  • 可调节的压摆率控制
  • 0.5mA 至 62mA 峰值源电流输出
  • 0.5mA 至 62mA 峰值灌电流输出
  • 集成死区握手
• 宽共模电流分流放大器
  • 支持直列、高侧或低侧
  • 可调增益设置（10、20、40、80 V/V）
  • 集成反馈电阻器
  • 可调PWM消隐方案
• 提供多种接口选项
  • SPI：详细配置和诊断
  • 硬件：简化控制，减少MCU引脚
• 用于降低 EMI 的扩频时钟
• 紧凑型 VQFN 封装，具有可润湿侧翼
• 集成保护功能
  • 专用驱动程序禁用引脚 （DRVOFF）
  • 电源和稳压器电压监控器
  • MOSFET VDS过流监视器
  • MOSFET VGS的栅极故障监控器
  • 用于反极性MOSFET的电荷泵
  • 离线开路负载和短路诊断
  • 设备热警告和关机
  • 故障条件中断引脚 （nFAULT）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动架构‌：集成半桥栅极驱动器，支持高边和低边N沟道MOSFET驱动，内置双倍电荷泵（支持100% PWM占空比）。
• ‌电压范围‌：4.9V至37V（PVDD引脚），兼容3.3V/5V逻辑输入。
• ‌电流能力‌：峰值栅极驱动电流62mA（可调），支持16级源/灌电流配置。
• ‌电流检测‌：宽共模范围（-2V至PVDD+2V）的差分电流检测放大器，增益可选10/20/40/80 V/V。
• ‌保护机制‌：
  • 电源监控（PVDD欠压/过压、VCP欠压、DVDD上电复位）。
  • MOSFET故障检测（VDS过流、VGS栅极故障）。
  • 离线诊断（开路/短路检测）、热警告（OTW）及关断（OTSD）。

---

‌2. 关键参数‌

‌参数‌	‌值/范围‌	‌条件‌
工作温度	-40°C至125°C（AEC-Q100 Grade 1）	汽车级认证
电荷泵输出电压	VPVDD + 9.5V至11V	IVCP ≤ 15mA
栅极驱动传播延迟	300-850ns	输入到GHx/GLx信号跳变
封装尺寸	VQFN-32（5mm×5mm）	带可润湿侧翼

---

‌3. 典型应用‌

• ‌汽车电子‌：有刷直流电机（燃油泵、雨刮器）、继电器/螺线管驱动。
• ‌工业设备‌：BDC电机控制、真空吸尘器。
• ‌保护功能‌：支持电机短路、MOSFET故障实时监测。

---

‌4. 功能模式‌

• ‌睡眠模式‌（nSLEEP=0）：静态电流低至2μA，栅极被动下拉。
• ‌SPI/HW接口‌：
  • ‌SPI版本‌：支持寄存器配置（如死区时间、电流阈值）。
  • ‌硬件版本‌：通过电阻配置增益/驱动电流（简化MCU接口）。
• ‌PWM控制‌：支持半桥独立控制或互补PWM输入。

---

‌5. 保护与诊断‌

• ‌实时监测‌：
  • VDS比较器（阈值0.06V-2V可调）。
  • VGS栅极电压监控（阈值1V/1.4V可选）。
• ‌故障响应‌：
  • 锁存/自动恢复模式可选。
  • nFAULT引脚输出故障中断。

---

‌6. 设计要点‌

• ‌布局建议‌：
  • PVDD引脚需并联0.1μF陶瓷电容+10μF以上电解电容。
  • 电荷泵需外接1μF（VCP-PVDD）和100nF（CPH-CPL）电容。
• ‌电流检测‌：
  • 支持高边/低边/在线式分流电阻配置。
  • 输出可配置为采样保持或空白模式（减少开关噪声）。