全桥驱动器UBA2030T及其应用.docx

全桥驱动器UBA2030T及其应用1 前言飞利浦公司利用“BCD750功率逻辑工艺方法”制造的UBA2030T，是为驱动全桥拓扑 结构中的功率MOSFET而专门设计的高压ICUBA2030T只需用很少量的外部元件，即 可组成高强度放电（HID）灯电子镇流器电路，并且为HID灯驱动电路的设计提供了 解决方案2 封装、内部结构及引脚功能UBA2030T采用24脚SO封装，顶视图如图1所示UBA2030T 芯片集成了自举二极管、振荡器、高压和低压电平移相器、高端（左、右） 和低端（左、右）驱动器及控制逻辑等电路，其内部结构框图如图 2所示表 1 列出了 UBA2030T 的引脚功能2 主要参数及特点2.1 主要参数UBA2030T的主要参数及参考数据如表2所列2.2 主要特点图1SO24封装顶视图UBA2030T 的主要特点如下：内置自举二极管，用作驱动全桥电路可使外部元件减少到最低限度高压输入直达570V，为驱动内部电路和全桥图 2UBA2030T 的内部结构框图 表 1 引脚功能脚号符号功能描述1GLR低端右边MOSFET的栅极驱动器输出2PGND低端左、右MOSFET的源极功率地3GLL低端左边MOSFET的栅极驱动器输出4,6,9,16,17,19n.c.不连接5RC内部振荡器RC输入7BE控制输入使能8BER桥路参考输入使能10FSL浮置电源电压左边输出11GHL高端左边MOSFET栅极驱动器输出12SHL高端左边MOSFET源极13SHR高端右边MOSFET源极14GHR高端右边MOSFET栅极驱动器输出15FSR浮置电源电压右边输出18HV高压电源输入20EXO外部振荡器输入21SD关闭输入22DTC死区时间控制输入23VDD内部（低压）电源24SGND信号地表 2 主要参数及参考数据符号参数条件最小值典型值最 大 值单位高压VHV高压 电源（电 压）0—570V启动（经脚HV施加）Istrtu启动 电流—0.71・0mAVth(osc,strt)启动 振荡 门限 电压在 fbridge=500Hz 下，无载14・015.517.0V平输 入电 压VIL低电 平输 入电 压关闭阻塞：1AVSD/At1>5V/ms00.5VII (SD)输入电流050pAVDD范围：OV〜18V中的 MOSFET，IC 提供自己产生的低电源电压；利用在DTC脚和SGND脚之间连接的电阻器RDT来设定死区时间tdead,并且RDT=270tdead —70,RDT（min）=50kQ ,RDT（max）=1MQ （RDT 的单位为 kQ 时，tdead 的单 位为p s）；振荡器频率可调，当使用内部振荡器时，桥路（bridge）频率可利用外部电阻器ROSC 和电容器 COSC 设定：fbridge=1/（2 X8XR0SCXC0SC）,并要求 R0SC=200kQ 〜2MQ ；内置 PMOS 高压移相器，以控制桥路使能功能；具有关闭功能，只要在SD脚上的输入达到4.5V，全桥中的4只MOSFET则被关断。

3 应用介绍UBA2030T典型应用主要是在高压的（HPS）灯和金属卤灯这类HID灯电子镇流器电路 中作为全桥驱动器3.1 基本应用电路用UBA2030T作驱动器和HID灯为负载的全桥基本拓扑结构如图3所示在这个应用 电路中，图6用低压DC电源为内部电路提供电流的HID灯全桥驱动器电路BER脚、BE脚、EXO脚和SD脚都接系统地，没有使用桥路使能和关闭功能当使用内 部振荡器时，桥路换向频率由ROSC和COSC的取值决定当HV施加电压超过振荡触 发门限（典型值是15.5V）时，振荡器开始振荡如果在HV脚上的电压降至振荡器停 止门限（典型值是13V）电压，IC将重新进入启动状态一旦IC开始正常工作，在功率开关HL (Q1)和LR (Q4)导通时，HR (Q3)和LL (Q2) 则截止；当HR (Q3)和LL (Q2)导通时，HL (Q1)和LR (Q4)则截止UBA2030T提 供的换向逻辑，保证了在 HID 灯中能产生交变电流HID灯的启动需要施加一个3kV〜10kV的高压脉冲由带负阻特性的触发元件、 电容器和升压线圈等组成的点火器电路，在通电之后能产生足够使HID灯击穿的高电 压，使灯引燃。

为防止HID灯出现“声共振”现象，导致电弧不稳，烧坏灯管，对于 HID灯驱动电路，往往还要采取“声共振”抑制措施3.2 带外部振荡器控制的应用电路图4示出的是带外部振荡器控制电路的HID灯全桥拓扑结构在该应用电路中， UBA2030T 的 RC 脚、 BER 脚和 BE 脚连接系统地，桥路换向频率由外部振荡器决定，关 闭输入脚(SD脚)可以用作关断全桥电路中的全部MOSFET3.3 控制电路以桥路高端作参考的 HID 灯全桥驱动器电路UBA2030T在驱动HID灯全桥系统中作为换向器元件使用HID灯的使用寿命依赖于通 过石英壁的钠迁移量为使钠迁移比率减至最小，HID灯以系统地为参考时，必须在 负压下工作图5示出的是控制单元以桥路高端作参考的HID灯全桥驱动器电路在 该应用电路中，BER脚和HV脚都连接到系统地图6所示的以桥路高端作为参考的又一种HID灯全桥驱动电路BER脚连接系统地， 通过HV脚流入IC内部低压电路的电流可以由低压DC电源(如电池)提供，如图6 中虚线所示RDT的数值在50kQ与lOOOkQ之间当RDT=220KQ时，死区时间tdead 是1》s.在任何应用中，在IC脚HV上的电压不能低于在VDD脚上的电压。

否则，不论是在启 动状态还是进入正常工作期间，全桥都不会正确工作在启动阶段，IC的EXO脚和 SD脚都应处于低电平在EXO脚和SD脚的电压为时间函数时，其变化速率应大于 5V/ms 。