35V 4A SiC en IGBT 8-Pin Stuurder met Geïntegreerde Negatiewe Bias

1. Kenmerke

• Drijfstroomvermoë: 4A sink en bron piekdrijfstroom

• Wye VCC-bereik tot 35V

• Geïntegreerde 3.5V negatiewe bias

• Ontwerp vir lae kant en geskik vir bootstrap hoë-kant magverskaffing

• UVLO vir positiewe en negatiewe poortstuurspanning

• Desaturasie-opsporing vir kortsluitingsbeskerming met interne blank tyd

• Foutuitset wanneer UVLO of DESAT opgespoor word

• 5V 10mA verwysing vir eksterne skakeling, bv. digitale isolator

• TTL- en CMOS-verenigbare inset

• SOIC-8 met blootgestelde plaat vir hoë frekwensie en kragtoepassings

• Lae voortplantingsvertragings tyd van 45ns tipies met ingebou de-glitch filter

• AEC-Q100 gekwalifiseer

2. Toepassings

• EV Onder Bord Opladers

• EV/HEV invertere en oplaadstasies

• AC/DC en DC/DC omskakelaars

• Motorbesturing

3. Beskrywing

Die IVCR1402Q is 'n AEC-Q100 gekwalifiseerde, 4A enkelspoor, hoogsnelheids slim drijwer wat SiC MOSFETs en IGBTs doeltreffend en veilig kan bestuur. Sterk drijf met 'n negatiewe sydig verbeter gelysimmuniteit teen die Miller-efek by hoë dv/dt-bewerking. Ontsatingdeteksie verskaf robuuste kortsluitingsbeskerming en vermindering van die risiko van skade aan magtoestelle en stelselkomponente. 'n Vaste 200ns blank tyd word ingesluit om voorkomsbeskerming teen oorgroeiende strome te verhoed deur switshoekstroompieke en -gelys te aktiveer. Vaste positiewe poortdrijfwagspannings UVLO en vaste negatiewe sydig UVLO-beskerming verseker gesonde poortbewerkingspanings. 'n Aktief lae foutsignaal waarsku die stelsel wanneer UVLO of oorgroeiende stroom plaasvind. Lae voortplantingsvertragings en -onverenigbaarheid saam met 'n blootgestelde termiese plaat laat SiC MOSFETs by honderde kHz swits. Geïntegreerde negatiewe spanningsgenerasie en 5V verwysingsuitset verminder die aantal buitekomponente. Dit is die eerste industriële SiC MOSFET- en IGBT-drijwer wat negatiewe spanningsgenerasie, ontsating en UVLO in 'n 8-pin-housings insluit. Dit is 'n ideaal drijwer vir 'n kompakte ontwerp.

Toestel Inligting

4. Pin Konfigurasie en Funksies

5. Spesifikasies

5.1 Absolute maksimum waardes

Oor vry-lug temperatuurreeks (tenatte anders aangegee) (1)

(1) Bedryf buite die onder Absolute Maximale Klassifikasies gelys kan permanente skade aan die toestel veroorsaak.

Uitsetting aan absolute maksimum geklassifiseerde toestande vir uitgebreide tydperke kan die betroubaarheid van die toestel beïnvloed.

5.2 ESD Klassifisering

5.3 Aanbevole Bedryfsvoorwaardes

5.4 Termiese Inligting

5.5 Elektriese Spesifikasies

Teniese anders aangegee, VCC = 25 V, TA = –40°C tot 125°C, 1-μF omseil-kapasiteit van VCC na GND, f = 100 kHz.

Strome is positief in en negatief uit die gespesifiseerde terminal. Tipiese toestandspegsifikasies is by 25°C.

6 Tipe Karakters

7 Nogverdeling Beskrywing

IVCR1402Q stuurder verteenwoordig InventChip se voorste lyn eenkanaal lae-kant hoogsnelheids poortstuurder

tegnologie ontwikkeling. Dit het ingeboude negatiewe spanningweergawe, desaturering/kortsluitingsbeskerming

programmeerbaar UVLO. Hierdie drijwer bied die beste-in-klas kenmerke en die kompakste en betroubaarste

SiC MOSFET poortdrijweringbeheer. Dit is die eerste bedryfsdrijwer wat uitgerus is met al die nodige SiC MOSFET poort

drijweringkenmerke in 'n SOIC-8 verpakking.

Funksieblokdiagram

7.1 Invoer

IN is 'n nie-inverterende logika poortdrijwer invoer. Die pin het 'n swak pulldown. Die invoer is 'n TTL en CMOS

verenigbaar logika vlak met maksimum 20V invoer toleransie.

7.2 Uitvoer

IVCR1402Q het 'n 4A totem-pole uitsetstadium. Dit lewer hoë piekbronstroom wanneer dit die meeste benodig word tydens die Miller plateau streek van die kragskakelaar omskakeling. Sterk sink vermoeë lei tot

in

n baie lae trekkingsimpedansie in die uitsetstadium van die drijwer wat immuuniteit verbeter teen parastatiese Miller

aanskakelingseffek, veral waar lawe poort-lading Si MOSFETs of opkomende wyd bandkloof SiC MOSFETs gebruik word

word.

7.3 Negatiewe Spanningsgenerasie

By opstart, word NEG-uitset getrek na GND en verskaf 'n hoë stroompad vir 'n stroombron om die eksterne negatiewe-spanningskapasitor CN (tipies 1uF) deur die OUT-pin te laai. Die kapasitor kan binne minder as 10us tot bo

2.0V gelaai word. Voordat die kapasitorspanning, VCN, opgelaa is, bly \/FAULT laag\/aktief, ongeag IN se logika-nivo. Nadat die negatiewe bias gereed is, word beide NEG-pin en \/FAULT-pin vrygestel en OUT begin om die inset sein IN te volg. 'n Ingeboude negatiewe spanningsregulator reguleer die negatiewe spanning na -3.5V vir normale

bedryf, ongeag PWM-frequentie en -dutiekwis. Die poortdriwssein, NEG, skakel dan tussen

IN se logika-nivo. Nadat die negatiewe bias gereed is, word beide NEG-pin en \/FAULT-pin vrygestel en OUT begin om die inset sein IN te volg. 'n Ingебoude negatiewe spanningsregulator reguleer die negatiewe spanning na -3.5V vir normale bedryf, ongeag PWM-frequentie en -dutiekwis. Die poortdriwssein, NEG, skakel dan tussen

IN se logika-nivo. Nadat die negatiewe bias gereed is, word beide NEG-pin en \/FAULT-pin vrygestel en OUT begin om die inset sein IN te volg. 'n Ingебoude negatiewe spanningsregulator reguleer die negatiewe spanning na -3.5V vir normale bedryf, ongeag PWM-frequentie en -dutiekwis. Die poortdriwssein, NEG, skakel dan tussen

IN se logika-nivo. Nadat die negatiewe bias gereed is, word beide NEG-pin en \/FAULT-pin vrygestel en OUT begin om die inset sein IN te volg. 'n Ingебoude negatiewe spanningsregulator reguleer die negatiewe spanning na -3.5V vir normale bedryf, ongeag PWM-frequentie en -dutiekwis. Die poortdriwssein, NEG, skakel dan tussen

VCC-3.5V en -3.5V.

7.4 Ondervoltbeskerming

Alle interne en eksterne biasse van die drywer word oormonitor om 'n gesonde operasie toestand te verseker. VCC is

deur 'n ondervolt deteksiekring oormonitor. Die dryweruitset word afgeskakel (getrek laag) of bly laag as die

spanning onder die ingestel limiet is. Let op dat die VCC UVLO drempel 3.5V hoër is as poortspanninge.

Die negatiewe spanning word ook oormonitor. Sy UVLO het 'n vasgestel 1.6V negatiewe-draai drempel. 'n Negatiewe spanning

kapasitor defek kan lei tot die kapasitorspanning onder die drempel. Die UVLO-beskerming sal dan

die MOSFET se poort na grond trek. Die \/FAULT word laag getrek wanneer UVLO opgedisputeer word.

7.5 Ontsatingdeteksie

Wanneer 'n kortsluiting of oorstroom plaasvind, sal die magapparaat (SiC MOSFET of IGBT) se draad of kolektor

stroom kan toeneem tot 'n so hoë waarde dat die toestelle uit die verzadigingsstaat raak, en Vds/Vce van die

toestelle sal styg na 'n aansienlik hoë waarde. DESAT-pin met 'n blanking-kapasitor Cblk, wat gewoonlik geklem is op

Id x Rds_on, kan nou veel hoër oplaa by wyse van 'n interne 1mA konstante stroombron. Wanneer die

spanning die tipiese 9.5V drempel bereik, word OUT en /FAULT albei laag getrek. 'n 200ns blank tyd word ingesluit

by die stygende rand van OUT om te voorkom dat die DESAT beskermingskring oorhaastig deur die Coss-ontladingsproses aktiveer word.

Om die verlies van die interne konstante stroombron te minimaliseer, word die stroombron afgeskakel wanneer die hoofskakelaar

in die afstande staat. Deur 'n verskillende kapasiteit te kies, kan uitskakeling-vertragings tyd (eksterne blanking tyd) geprogrammeer word.

Die blanking tyd kan bereken word met,

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Byvoorbeeld, as Cblk 47pF is, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Opmerking Teblk sluit reeds die interne Tblk 200ns blanking tyd in.

Voor stroom limiet instelling kan die volgende vergelyking gebruik word,

Ilimiet = (Vth – R1* IDESAT – VF_D1)\/ Rds_on

waar R1 'n programmeringsweerstand is, VF_D1 die hooggewolwe diode voorspanning is, Rds_on die SiC MOSFET aanskakeling

weerstand by beraamde voegtemperatuur, soos 175C, is.

'n Verskillende magstelsel vereis gewoonlik 'n verskillende uitskakelingstyd. 'n Gepasseerde uitskakelingstyd kan maksimeer

die stelsel kortsluitvermoënde terwyl Vds en bus spanning ring beperk word.

7.6 Fout

\/FAULT is 'n oop kolektor uitset met geen interne pull-up weerstand nie. Wanneer onveraturings- en onder spanning

gebeure opgemerk word, word die \/FAULT pin en UIT beide laag getrek. Die \/FAULT sein sal vir 10us lank laag bly nadat

die fouttoestand verwyder word. \/FAULT is 'n outomatiese herstelsignaal. Die stelselbeheerder moet bepaal hoe

om op die \/FAULT-signaal te reageer. Die volgende diagram toon die signaalvolgorde.

7.7 NEG

Die eksterne negatiewe bias-kapasitor word vinnig oplaai wanneer NEG laag gaan. Dit gebeur tydens aanstek

en herstart tydperk net voor die 10us \/FAULT-laag tydperk verstreke nadat enige fout opgespoor is. Tydens aanstek

en herstart tydperk, word die spanning van die negatiewe bias-kapasitor VCN gemeet. Sodra die spanning buite VN

UVLO drempelval is, word NEG hoë-impedansie en OUT neem die poortbesturing oor.

8 Toepassings en Implementering

IVCR1402Q is 'n ideaal bestuurder vir 'n kompakte ontwerp. Dit is 'n lae-kant bestuurder. Alhoewel, met 'n ingeboude

negatiewe spanningsgenerator, kan die bestuurder as 'n hoë-kant bestuurder gebruik word sonder om 'n geïsoleerde bias te gebruik.

'n Laagkoste bootstrap kan dan in plaas gebruik word. Die volgende skakelingdiagram toon 'n tipiese halfbrug

bestuurder-toepassing.

9 Uitwingsontwerp

'n Goede uitwingsontwerp is 'n sleutelstap om die gewenste skakelingprestasie te bereik. Vast grond is die eerste waarvan te begin.

Dit word aanbeveel om die blootgestelde plaatjie aan die bestuurder se grond te verbind. Dit is 'n algemene reël dat kapasitors

hoër prioriteit as weerstande het vir posisie-ordening. 'n 1uF en 'n 0.1uF dekoppelingkapasitor

moet naby die VCC-pin wees en na die bestuurder se grondvlak geëarth word. Die negatiewe spanning kapasitor moet

naby die UIT en NEG-pins wees. Die blankingskapasitor moet ook naby die bestuurder wees. 'n Kleine filter

(met 'n 10ns tydkonstante) mag by die invoer van IN nodig wees as die invoerspore deur

sommige lawwe areas moet gaan. Hieronder is 'n aanbevole uitwingsontwerp.

10 Verpakkinginligting

SOIC-8 (EP) Verpakkingdimensione