FD6288T 三相栅极驱动器 学习笔记
来源：峰岹科技（Fortior Technology）《FD6288T&Q 三相 250V 栅极驱动器》数据手册 REV_1.0 配套项目：N32G435CBL7 FOC 三相电机驱动电路
1. 芯片速览
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 厂商 | 峰岹科技（Fortior Technology, Shenzhen） |
| 型号 | FD6288T（TSSOP20 封装）/ FD6288Q（QFN24 封装） |
| 功能 | 三相半桥（6 通道）高压栅极驱动器，驱动高压侧/低压侧 MOSFET 或 IGBT |
| 悬浮电压 | 高压侧最高 +250 V（绝对最大 VB 达 275 V） |
| 供电 VCC | 5.0 ~ 20 V（典型 12 ~ 15 V） |
| 驱动能力 | 输出电流 +1.5 A（拉）/ −1.8 A（灌） |
| 逻辑输入 | 3.3 V / 5 V 兼容（VIH ≥ 2.7 V，VIL ≤ 0.8 V） |
| 死区 | 内置固定 ~200 ns 死区（100 ~ 300 ns），不可外部调节 |
| 保护 | VCC / VBS 欠压保护（UVLO）、内置直通防止、输入滤波 |
| 输入安全 | 每个输入内置 ~200 kΩ 下拉电阻（悬空时输出为低，MOSFET 关断） |
| 输入输出关系 | 输出与输入同相（非反相） |
| 工作温度 | TA：−40 ~ +125 ℃，结温 ≤ 150 ℃ |
| 典型应用 | 无刷直流电机（BLDC）/ 永磁同步电机（PMSM）三相逆变电路 |
2. 概述与定位
FD6288T 是一颗**“纯功率级接口”芯片**：它把 MCU 输出的 3.3/5 V 逻辑 PWM， 转换成足以驱动三相全桥 6 个 N-MOSFET 栅极的强驱动信号，并解决高压侧浮地驱动问题。
定位说明（与集成方案的区别）：
- 它不是电机驱动 SoC：无 FOC 算法、无电流检测放大器、无 6/3-PWM 模式选择、无使能脚、无片上过流比较器。
- 它只做一件事：把 6 路逻辑 PWM 变成 6 路栅极驱动（电平转换 + 自举 + 直通保护 + 死区兜底）。
- 因此需要 MCU 自己输出 6 路 PWM（FD6288T 必须 6 路输入 HIN1
3 / LIN13，不能像 DRV83xx 那样用 3PWM 模式），电流采样、过流保护（→ BKIN）等全部由 MCU 外设负责。
3. 产品特点
- 集成 3 个独立的半桥驱动（6 通道输出）
- 高压侧悬浮电压最高 +250 V（配合自举电路驱动高压侧 N-MOSFET）
- 电源电压工作范围宽：5.0 ~ 20 V
- 峰值输出电流：+1.5 A / −1.8 A（拉/灌）
- 3.3 V / 5 V 输入逻辑兼容
- VCC / VBS 欠压保护（UVLO），防止功率管在过低电压下工作
- 内置直通防止（shoot-through prevention）+ 固定 200 ns 死区
- 内置输入信号滤波，抗输入噪声
- 高/低侧通道传播延时匹配 ≤ 30 ns
- 输出与输入同相
4. 引脚定义（FD6288T，TSSOP20）
4.1 引脚图与引脚说明
| 脚号 | 名称 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | HIN1 | 输入 | U 相高压侧 PWM 输入 |
| 2 | HIN2 | 输入 | V 相高压侧 PWM 输入 |
| 3 | HIN3 | 输入 | W 相高压侧 PWM 输入 |
| 4 | LIN1 | 输入 | U 相低压侧 PWM 输入 |
| 5 | LIN2 | 输入 | V 相低压侧 PWM 输入 |
| 6 | LIN3 | 输入 | W 相低压侧 PWM 输入 |
| 7 | VCC | 电源 | 低压侧供电（5 |
| 8 | COM | 地 | 芯片地 / 功率地参考（低压侧 MOSFET 源极 / 采样电阻地） |
| 9 | LO3 | 输出 | W 相低压侧栅极驱动输出 |
| 10 | LO2 | 输出 | V 相低压侧栅极驱动输出 |
| 11 | LO1 | 输出 | U 相低压侧栅极驱动输出 |
| 12 | VS3 | 高压侧浮地 | W 相桥臂中点（低压侧 MOSFET 漏极/高压侧源极），Cbs 下端 |
| 13 | HO3 | 输出 | W 相高压侧栅极驱动输出 |
| 14 | VB3 | 高压侧电源 | W 相自举电压（自举电容上端） |
| 15 | VS2 | 高压侧浮地 | V 相桥臂中点 |
| 16 | HO2 | 输出 | V 相高压侧栅极驱动输出 |
| 17 | VB2 | 高压侧电源 | V 相自举电压 |
| 18 | VS1 | 高压侧浮地 | U 相桥臂中点 |
| 19 | HO1 | 输出 | U 相高压侧栅极驱动输出 |
| 20 | VB1 | 高压侧电源 | U 相自举电压 |
QFN24（FD6288Q）除多了 4 个 NC 空脚外，信号脚编号与功能完全一致。
5. 内部结构与工作原理
5.1 单相通道结构（三相完全相同）
HIN ──► [输入滤波] ─► [脉冲产生/电平转换] ─► [RS锁存+滤波] ─► 高侧驱动 ── HO（对 VS 输出）
│
直通防止 & 死区时间（DT≈200ns）
│
LIN ──► [输入滤波] ─► [低端延时] ──────────────► 低侧驱动 ──► LO
同时：VCC 欠压检测 / VBS 欠压检测（UVLO）要点：
- 输入滤波：滤除输入线上的窄毛刺噪声；
- 电平转换（level shift）：把低压逻辑信号转换为高压侧浮地（VB–VS 区间）驱动信号，靠脉冲产生 + RS 锁存实现；
- 直通防止 + 死区：内部保证高低侧输出不会同时为高，并插入约 200 ns 死区；
- UVLO：VCC 或 VBS 低于约 4.3 V 时封锁输出，防止 MOSFET 半导通；
- 输入下拉：HIN/LIN 内部各有 ~200 kΩ 下拉，MCU 复位/悬空时输出保持低电平（MOSFET 全关断），安全。
5.2 高压侧为什么能“浮起来”——自举（bootstrap）
高压侧 N-MOSFET 的栅极电压必须比它的源极（=桥臂中点电压，最高可到母线电压）高 10 V 左右， 所以需要“悬浮电源”VB。FD6288T 不自带电荷泵，靠外部自举二极管 Dbs + 自举电容 Cbs 实现：
- 该相低压侧 MOSFET 导通时，VSx 被拉到接近 COM；
- VCC 经 Dbs 给 Cbs 充电（VBx ≈ VCC − VF）；
- 低压侧关断、高压侧需要导通时，Cbs 悬浮在桥臂中点之上，为高压侧驱动提供能量；
- 因此每一相都必须保证低压侧周期性导通（或预充电），否则高压侧会因 VBS 欠压而无法开启。
）：其中的二极管与电容还未选型
6. 关键电气参数
6.1 绝对最大额定值（以 COM 为参考）
| 参数 | 符号 | 范围 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 高压侧浮动绝对电压 | VB1,2,3 | −0.3 ~ 275 | V |
| 高压侧浮动偏移电压 | VS1,2,3 | VB−25 ~ VB+0.3 | V |
| 高压侧输出电压 | VHO1,2,3 | VS−0.3 ~ VB+0.3 | V |
| 低压侧供电电压 | VCC | −0.3 ~ 25 | V |
| 低压侧输出电压 | VLO1,2,3 | −0.3 ~ VCC+0.3 | V |
| 逻辑输入电压 | VIN | −0.3 ~ VCC+0.3 | V |
| 偏移电压压摆率 | dVS/dt | ≤ 50 | V/ns |
| 功耗（TSSOP20 / QFN24） | PD | ≤1.25 / ≤3.0 | W |
| 热阻 RthJA（TSSOP20 / QFN24） | — | ≤100 / ≤42 | ℃/W |
| 结温 | Tj | ≤150 | ℃ |
| 存储温度 | Tstg | −55 ~ 150 | ℃ |
6.2 推荐工作条件
| 参数 | 符号 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 高压侧浮动电压 | VB | VS+5.0 | VS+20 | V |
| 静态高压侧偏移电压 | VS | COM−4 | 250 | V |
| 低压侧供电 | VCC | 5.0 | 20 | V |
| 环境温度 | TA | −40 | 125 | ℃ |
6.3 关键电气参数（TA=25 ℃，VCC=VBS=15 V）
| 参数 | 符号 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 输入高电平阈值 | VIH | 2.7 | — | — | V |
| 输入低电平阈值 | VIL | — | — | 0.8 | V |
| VCC 欠压跳闸 | VCCUV+ | 4.2 | 4.6 | 5.0 | V |
| VCC 欠压复位 | VCCUV− | 3.9 | 4.3 | 4.7 | V |
| VBS 欠压跳闸/复位 | VBSUV± | 同 VCC | 4.6/4.3 | — | V |
| 输入下拉电阻 | RIN | 140 | 200 | 260 | kΩ |
| VCC 静态电流 | IQCC | — | 330 | 500 | µA |
| VBS 静态电流 | IQBS | — | 180 | 270 | µA |
| 高压侧漏电流(250V) | ILK | — | 0.1 | 5.0 | µA |
| 拉/灌峰值电流 | IOH/IOL | 1.1/1.3 | 1.5/1.8 | 1.9/2.3 | A |
| 上升沿传播延时 | ton | — | 300 | 450 | ns |
| 下降沿传播延时 | toff | — | 100 | 160 | ns |
| 输出上升/下降时间(CL=1000pF) | tr/tf | — | 12 | 25 | ns |
| 高低侧延时匹配 | MT | — | — | 30 | ns |
| 死区时间 | DT | 100 | 200 | 300 | ns |
7. 与 N32G435CBL7（FOC 主控）的接口接线
FD6288T 需要 6 路输入。用 N32G435 的 TIM1 高级定时器（支持可编程死区的互补输出）直接对接：
7.1 PWM → HIN/LIN 建议映射
| 功能 | MCU 信号 | MCU 引脚(LQFP48) | FD6288T 输入 |
|---|---|---|---|
| U 相高侧 | TIM1_CH1 | PA8 (脚29) | HIN1 (脚1) |
| U 相低侧 | TIM1_CH1N | PA7 (脚17) | LIN1 (脚4) |
| V 相高侧 | TIM1_CH2 | PA9 (脚30) | HIN2 (脚2) |
| V 相低侧 | TIM1_CH2N | PB0 (脚18) | LIN2 (脚5) |
| W 相高侧 | TIM1_CH3 | PA10 (脚31) | HIN3 (脚3) |
| W 相低侧 | TIM1_CH3N | PB1 (脚19) | LIN3 (脚6) |
| 故障刹车（可选） | TIM1_BKIN | PA6 (脚16) | 接外部过流比较器/运放输出 |
7.2 输出 → 三相全桥
| 相 | 高压侧栅极 | 低压侧栅极 | 桥臂中点 | 自举 |
|---|---|---|---|---|
| U | HO1 (脚19) | LO1 (脚11) | VS1 (脚18) | VB1(脚20)–VS1 接 Cbs |
| V | HO2 (脚16) | LO2 (脚10) | VS2 (脚15) | VB2(脚17)–VS2 接 Cbs |
| W | HO3 (脚13) | LO3 (脚9) | VS3 (脚12) | VB3(脚14)–VS3 接 Cbs |
7.3 接线注意
- COM 与 MCU 的 GND 必须共地（功率地单点/星型回到电源地）；
- VCC 电源滤波电容就近接 VCC–COM；
- HIN/LIN 由 TIM1 互补输出直接驱动，无需电平转换（3.3 V 即满足 VIH≥2.7 V）；
- FD6288T 输出与输入同相：HIN 高 → HO 高；LIN 高 → LO 高。
8. 典型应用电路设计要点
8.1 元件清单
| 元件 | 位置 | 建议 |
|---|---|---|
| C1 | VCC → COM | 电源滤波，0.1~10 µF（官方推荐 10 µF 尽量靠近芯片脚） |
| Dbs×3 | VCC → VBx | 自举二极管：耐压 >250 V、恢复时间尽量短的肖特基/快恢复二极管 |
| Cbs×3 | VBx → VSx | 自举电容：陶瓷/钽电容，容量满足下式，尽量靠近芯片脚 |
| R×6 | HOx/LOx → 栅极 | 栅极驱动电阻，按 MOSFET 及死区/EMI 要求选择（几 Ω~几十 Ω） |
8.2 自举电容最小容量估算（手册公式）
Cbs ≥ 15 · [ 2·( 2·Qg + Qperiod + Ibs(static)/f + Ibs(leak)/f ) ] / ( Vcc − VF − Vds(L) )- Qg：高压侧 MOSFET 栅极电荷；Qperiod≈10 nC（每周期电平转换电荷）
- Ibs(static)：高压侧驱动静态电流（≈180 µA）；Ibs(leak)：自举电容漏电流
- f：PWM 频率；Vcc：低压侧供电；VF：自举二极管压降；Vds(L)：低压侧 MOSFET 导通压降
- 实际设计通常取 Cbs = 0.1 ~ 1 µF（X7R 陶瓷），PWM 频率低 / 母线高时取大值
8.3 驱动电源（VCC）选择
- VCC 就是 MOSFET 的栅极驱动电压（低压侧 Vgs≈VCC，高压侧 Vgs≈VCC−VF）。
- 若 MOSFET 需 Vgs=10 V 全导通 → VCC 用 12~15 V；VCC=5 V 仅适合逻辑电平 MOSFET。
- FD6288T 的 5 V 最低工作是指 VCC，不是输入逻辑（输入逻辑 3.3/5 V 都行）。
9. 设计注意事项（易踩的坑）
- 死区叠加关系：FD6288T 内置固定
200 ns 死区，不可调。MCU（TIM1）侧可配死区， 若 MCU 死区 > 200 ns，则以 MCU 死区为准（芯片只保证最小间隔）；若 MCU 不配死区，芯片的 200 ns 兜底。 建议在 TIM1 中显式配置所需死区（如 0.51 µs），更可控。 - 必须 6 路 PWM：FD6288T 无 3PWM/6PWM 模式、无使能脚，不能用“3PWM + 上管常闭”的简化拓扑。
- 无片上过流保护（OCP）：内置的“直通防止”只防上下管同时导通，不是负载/相电流过流保护。 过流检测需用采样电阻 + 外部运放/比较器 → 接 MCU（如 TIM1_BKIN/外部中断）关断 PWM。
- 输入不可悬空：内部虽有 200 kΩ 下拉，但 3.3 V 输入逻辑下拉时会额外分流（ILIN+/IHIN+≈25 µA）， 上电时序建议先让 MCU 引脚输出低，再给 VCC，避免毛刺。
- UVLO 约 4.3~4.6 V：VCC/VBS 低于该值输出被封锁；高压侧若长时间 100% 占空比不换相， 自举电容得不到补充会触发 VBS 欠压 → 高压侧关断。FOC 运行时 SVPWM 每周期都有换相，一般没问题； 启动前可先让三路低压侧导通完成自举预充电。
- COM 要接功率地：COM 是低压侧 MOSFET 源极参考（采样电阻上端或下端按拓扑而定）， 若用低边采样，采样电阻应串在低压侧源极与功率地之间，且 COM 参考点要正确，否则驱动/采样都错乱。
- 布局：Cbs、C1 尽量贴近芯片；HO/LO 走线短粗；VSx 走线低电感；驱动地与功率地分区处理。
- 母线电压限制：高压侧最大 250 V，母线（BUS）电压要留足裕量（建议 ≤200 V 长期工作更稳妥）。
10. 与同类芯片对比（DRV8323 等集成方案）
| 对比项 | FD6288T | DRV8323（集成方案） |
|---|---|---|
| 输入模式 | 仅 6 路 PWM | 支持 6x / 3x PWM 等 |
| 死区 | 内置固定 200 ns | 寄存器可编程 |
| 电流放大 | 无 | 内置 CSA（增益可选） |
| 过流保护 | 无（需外置比较器） | 内置 OCP / 使能 |
| 电源 | 5~20 V 单电源（自举） | 带电荷泵/降压，可单电源 |
| SPI/寄存器 | 无（纯模拟接口） | 有 |
| 定位 | 简单、便宜、够用 | 功能全、外围少、较贵 |
结论：FD6288T 属于“把活干完但不越权”的驱动器，配合带高级定时器 + ADC + 比较器外设的 N32G435 正好互补，是低成本 FOC 板的经典组合。
11. 参考资料
- 峰岹科技（Fortior）《FD6288T&Q 三相 250V 栅极驱动器》数据手册 REV_1.0（本机已存：
硬件资料/FD6288T_datasheet.pdf） - N32G435 系列数据手册（本机已存：
硬件资料/N32G435CBL7主控芯片.pdf）