FAN7387：高效半桥逆变器控制IC的深度解析

在电子电路设计领域，一款性能优良的控制IC对于提升电路效率和稳定性至关重要。今天，我们就来深入探讨安森美（onsemi）推出的FAN7387，这是一款适用于常见半桥逆变器、开关电源（SMPS）以及荧光灯和高强度气体放电（HID）灯镇流器的简单控制IC。

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1. 核心特性

1.1 内部时钟与外部同步功能

FAN7387采用RCT实现内部时钟功能，并且具备外部同步功能。通过外部电阻（RT）和电容（CT），可以灵活设置振荡频率，而且在较宽的温度范围内，频率变化非常稳定。这一特性使得电路在不同的环境条件下都能保持稳定的工作状态。

1.2 死区时间控制

该IC设有外部引脚用于死区时间控制和关断功能。设计者可以通过连接外部电阻（RDT）来选择最佳的死区时间，以减少晶体管和MOSFET等开关器件的功率损耗。合理的死区时间设置能够有效避免上下桥臂同时导通，从而提高电路的效率和可靠性。

1.3 多种保护功能

• 欠压锁定（UVLO）功能：FAN7387为低侧和高侧模块都配备了UVLO电路。当VDD达到VDDUV+时，UVLO电路释放，IC正常工作；当VDD低于VDDUV - 时，IC进入欠压锁定状态，此时供应电流小于130μA。高侧驱动也有独立的UVLO电路，当VB - VS低于VBSuv+时，高侧开关关闭，直到VB - VS超过VBSUV - 且高于VBSUVH后，驱动恢复工作。
• 关断功能：通过外部开关将DT/SD引脚电压降低到1V以下，FAN7387将进入关断模式，此时不会有任何输出信号。

1.4 环保特性

该器件无铅且无卤化物，符合环保要求，有助于电子设备的绿色设计。

2. 引脚配置与定义

FAN7387采用SOIC8封装，各引脚功能明确：	引脚编号	符号	描述
1	RCT	振荡器频率设置电阻和电容连接引脚
2	VDD	电源电压引脚
3	DT/SD	死区时间控制和关断引脚（低电平有效）
4	GND	信号地
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

3. 电气特性

3.1 电源特性

• 低侧电源：VDD的欠压锁定正阈值（VDDUV+）范围为9.5 - 12.5V，负阈值（VDDUV - ）范围为7.5 - 10.5V，欠压锁定迟滞（VDDUVH）为2V。低侧静态供应电流（IQDD）在RDT = 100kΩ时为220 - 500μA，启动供应电流（IST）在VDD = 9V时为50 - 130μA。
• 高侧电源：VB - VS的欠压锁定正阈值（VBSUV+）范围为7.7 - 10.7V，负阈值（VBSUV - ）范围为7.1 - 10.1V，欠压锁定迟滞（VBSUVH）为0.6V。高侧静态供应电流（IQBS）为50 - 130μA，动态工作供应电流（IPBS）为400 - 800μA。

3.2 振荡器特性

振荡频率由外部电阻RT和电容CT决定。当RT = 50kΩ，CT = 330pF时，振荡频率（fOSC1）为18 - 22kHz；当RT = 1kΩ，CT = 1nF时，振荡频率（fOSC2）为210 - 290kHz。占空比（D）在运行模式下为47.5 - 49.0%。

3.3 输出特性

输出高电平短路脉冲电流（IO+）在脉冲宽度（PW）≤ 10μs时为350mA，输出低电平短路脉冲电流（IO - ）为650mA。VS引脚允许的负电压范围为 - 9.8 - - 7.0V，以确保输入信号（VRCT）能够正确传播到HO引脚。

3.4 保护特性

关断“1”输入电压（/SD+）为2.7V，关断“0”输入电压（/SD - ）为1V，关断电流（ISD）在运行模式后VDT/SD = 0时为250μA，关断传播延迟（tSD）为180ns。

4. 工作模式

4.1 自振荡模式

通过外部定时电阻（RT）和定时电容（CT）实现自振荡。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。根据电路分析，RCT的放电时间t可通过公式(t = 1.38 × R{t} × C{t})计算，IC的运行频率(f{running }=frac{1}{2left(t + T{fix }right)})，其中(T_{fix})约为450ns。

4.2 强制振荡模式

通过外部PWM信号（如来自U - com或其他设备）实现强制振荡。输入信号范围必须在3/5 VDD和3/4 VDD之间，外部信号产生HO和LO输出，且HO信号与外部输入信号同相。

5. 典型应用电路

FAN7387具有多种典型应用电路，包括用于SMPS的自振荡方法、使用外部信号的SMPS电路、全桥转换器电路以及荧光灯镇流器电路等。这些电路为不同的应用场景提供了灵活的解决方案。

6. 选型与订购

FAN7387MX采用SOIC8封装，无铅且无卤化物，工作温度范围为 - 40°C至 + 125°C，每卷3000个。该器件通过了JESD22A - 111波峰焊测试，保证了产品的质量和可靠性。

总之，FAN7387凭借其丰富的特性和灵活的应用电路，为电子工程师在半桥逆变器、开关电源和灯镇流器等设计中提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求合理配置外部元件，以充分发挥FAN7387的性能优势。大家在使用过程中有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。