M54687FP是一款由STMicroelectronics(意法半导体)生产的单通道高压半桥栅极驱动器集成电路,广泛应用于需要驱动高侧N沟道MOSFET或IGBT的开关电源系统中。该器件采用专有的高压制程技术制造,能够承受高达600V的电压,适用于离线式AC-DC转换器、反激式变换器、有源钳位正激变换器、LLC谐振变换器以及其他需要高端驱动能力的拓扑结构。M54687FP内部集成了一个浮动通道设计,允许其栅极驱动信号在高侧开关节点上工作,从而实现对高边功率器件的有效控制。该芯片通常用于替代传统的脉冲变压器或光耦合器驱动方案,具有更高的集成度、更好的响应速度和更强的抗噪能力。
该器件提供DIP-8(双列直插式)封装,便于在PCB上安装与散热处理,并支持自举供电方式,通过外部二极管和电容为高侧驱动部分提供偏置电源。M54687FP具备欠压锁定(UVLO)保护功能,确保在电源电压未达到稳定工作范围之前不输出驱动信号,防止因驱动不足导致的功率器件误导通或热损坏。此外,它还具有匹配的传播延迟时间、高噪声免疫性和出色的dV/dt容限,适合在高频、高效率电源设计中使用。由于其高可靠性和工业级温度范围,M54687FP被广泛用于工业电源、消费类适配器、照明电源及家电变频控制系统中。
类型:高压半桥栅极驱动器
通道类型:高边驱动
工作电压(VDD):10V 至 20V
最大耐压(VS):600V
输出电流峰值:±200mA
输入逻辑兼容性:TTL/CMOS
传播延迟时间:典型值 500ns
上升时间(typ):50ns
下降时间(typ):50ns
工作温度范围:-40°C 至 +150°C
封装形式:DIP-8
自举二极管集成:无
dV/dt 抗扰度:±50V/ns
输入低电平电压(VIL):≤ 1.4V
输入高电平电压(VIH):≥ 2.0V
M54687FP的核心特性之一是其高压浮动通道技术,使其能够在高达600V的母线电压下安全地驱动高边N沟道MOSFET。这种设计避免了使用P沟道MOSFET所带来的高导通电阻问题,同时提升了系统效率。该芯片采用阈值逻辑输入架构,输入端可直接连接微控制器或其他PWM控制信号源,兼容TTL和CMOS电平标准,简化了系统接口设计。其内部集成的电平移位电路能够将来自低压控制侧的输入信号准确传递到高压侧输出级,确保精确的开关时序控制。
另一个关键特性是内置的欠压锁定(UVLO)功能,该机制监控VCC和VB至VS之间的电压水平。当供电电压低于设定阈值时,输出将被强制拉低,防止在电源不稳定期间发生功率器件的部分导通现象,从而保护功率级免受过热或短路损害。UVLO具有迟滞特性,提高了启动过程中的稳定性。此外,M54687FP具有优异的dV/dt抗干扰能力,在高开关速率环境下仍能保持正常工作,有效抑制因快速电压变化引起的误触发。
该器件还优化了传播延迟匹配性能,上下两个方向的延迟差异小,有助于提高PWM控制精度,减少死区时间设计需求。输出级采用图腾柱结构,具备较强的拉电流和灌电流能力(±200mA),可快速充放电MOSFET栅极电容,降低开关损耗。尽管M54687FP本身不集成自举二极管,但推荐在外围电路中使用快速恢复二极管配合自举电容,以构建完整的高边驱动电源路径。整体来看,M54687FP以其高集成度、高可靠性、宽温工作范围和良好的驱动性能,成为中小功率开关电源中理想的高端栅极驱动解决方案。
M54687FP主要应用于各类需要高边N沟道MOSFET驱动的开关电源拓扑中。典型应用场景包括离线式反激变换器(Flyback Converter),特别是在充电器、适配器和小型电源模块中,用于驱动主开关管,提升整体能效和系统可靠性。在有源钳位正激变换器(Active Clamp Forward Converter)中,M54687FP可用于控制高侧主开关或钳位开关,实现零电压开关(ZVS),从而降低开关损耗并提高工作频率。
此外,该芯片也常见于LLC谐振变换器的辅助驱动电路中,尤其是在需要驱动同步整流管或辅助开关器件的场合。工业自动化设备中的DC-DC转换器、UPS不间断电源、LED恒流驱动电源以及白色家电中的变频压缩机驱动模块也广泛采用此类高压栅极驱动器。由于其DIP-8封装易于焊接和维护,M54687FP特别适用于需要手工装配或波峰焊工艺的生产环境。
在家用电器领域,如空调、洗衣机、冰箱等产品的变频控制系统中,M54687FP可用于PFC(功率因数校正)电路中的升压开关管驱动,帮助满足能效法规要求。同时,其高噪声抑制能力和宽工作温度范围使其在电磁干扰较严重的工业环境中依然表现稳定。综上所述,M54687FP凭借其高性能和灵活性,已成为现代高效电源系统中不可或缺的关键元器件之一。
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