محرك 35 فولت 4 أمبير SiC وIGBT 8-Pin مع انحياز سلبي متكامل

مكان المنشأ:	تشجيانغ
اسم العلامة التجارية:	تكنولوجيا الاختراع
الموديل:	IVCR1402DPQR
شهادة:	AEC-Q100 مؤهل

1. الميزات

• القدرة الحالية للسائق: بالوعة 4A ومصدر محرك الذروة الحالي

• نطاق VCC واسع يصل إلى 35 فولت

• انحياز سلبي متكامل 3.5 فولت

• مصممة للجانب المنخفض ومناسبة للقوة ذات الجانب العالي

• UVLO لجهد محرك البوابة الموجب والسالب

• الكشف عن عدم التشبع لحماية الدائرة القصيرة مع وقت التقطيع الداخلي

• خرج خطأ عند اكتشاف UVLO أو DESAT

• 5V 10mA مرجع للدائرة الخارجية، على سبيل المثال المعزل الرقمي

• مدخلات متوافقة مع TTL وCMOS

• SOIC-8 مزود بلوحة مكشوفة لتطبيقات الترددات العالية والطاقة

• تأخير انتشار منخفض يبلغ 45 نانو ثانية بشكل نموذجي مع مرشح إزالة الخلل المدمج

• AEC-Q100 مؤهل

2. تطبيقات

• EV على أجهزة الشحن

• محولات EV/HEV ومحطات الشحن

• محولات AC/DC وDC/DC

• محرك السيارات

3. وصف

IVCR1402Q هو برنامج تشغيل ذكي عالي السرعة مؤهل من AEC-Q100، 4A، أحادي القناة، قادر على قيادة وحدات SiC MOSFET وIGBT بكفاءة وأمان. محرك قوي مع انحياز سلبي يعمل على تحسين مناعة الضوضاء ضد تأثير ميلر عند تشغيل dv/dt عالي. يوفر اكتشاف عدم التشبع حماية قوية للدائرة القصيرة ويقلل من خطر تلف جهاز الطاقة ومكونات النظام. يتم إدخال وقت طمس ثابت قدره 200ns لمنع تشغيل حماية التيار الزائد قبل الأوان عن طريق تبديل ارتفاع التيار والضوضاء. يضمن جهد محرك البوابة الإيجابي الثابت UVLO والتحيز السلبي الثابت حماية UVLO جهدًا صحيًا لتشغيل البوابة. نظام تنبيهات إشارة خطأ منخفضة نشط عند حدوث UVLO أو التيار الزائد. يؤدي تأخير الانتشار المنخفض وعدم التطابق مع الوسادة الحرارية المكشوفة إلى تمكين SiC MOSFETs من التبديل عند مئات الكيلو هرتز. يعمل توليد الجهد السلبي المتكامل والإخراج المرجعي 5 فولت على تقليل عدد المكونات الخارجية. إنه أول محرك SiC MOSFET وIGBT صناعي يتضمن توليد الجهد السلبي، وإزالة التشبع، وUVLO في حزمة ذات 8 سنون. إنه محرك مثالي لتصميم مدمج.

معلومات الجهاز

رقم القطعة

التعبئة

IVCR1402DPQR

سويك-8 (EP)

الشريط وبكرة

4. تكوين الدبوس ووظائفه

PIN

اسم

I / O

الوصف

1

IN

I

المدخلات المنطقية

2

5VREF

O

خرج 5 فولت/10 مللي أمبير للدائرة الخارجية

3

/عيب

O

فتح ناتج خطأ المجمع، يتم سحبه إلى مستوى منخفض عند اكتشاف التيار الزائد أو UVLO.

4

ديسات

I

إدخال الكشف عن التشبع

5

VCC

P

العرض التحيز الإيجابي

6

OUT

O

مخرج سائق البوابة

7

GND

G

أرض السائق

8

NEG

O

خرج الجهد السلبي

وسادة مكشوفة

غالبًا ما يتم ربط اللوحة السفلية المكشوفة بـ GND في التخطيط.

5. مواصفات

5.1 التقييمات القصوى المطلقة

فوق نطاق درجة حرارة الهواء الحر (ما لم يُذكر خلاف ذلك) (1)

الحد الأدنى - الحد الأقصى

UNIT

VCC إجمالي جهد الإمداد (إشارة إلى GND)

-0.3 35

V

VOUT بوابة سائق الناتج الجهد

-0.3 في سي سي+0.3

V

تيار مصدر إخراج سائق بوابة IOUTH (بأقصى عرض للنبض 10us ودورة عمل 0.2٪)

6.6

A

تيار مخرج مخرج سائق بوابة IOUTL (بأقصى عرض نبضي 10us ودورة عمل 0.2%)

6.6

A

VIN في جهد الإشارة

-5.0 20

V

I5VREF 5VREF تيار الإخراج

25

mA

جهد VDESAT عند DESAT

-0.3 في سي سي+0.3

V

جهد VNEG عند طرف NEG

أوت-5.0 في سي سي+0.3

V

درجة حرارة تقاطع TJ

-40 150

° C

درجة حرارة التخزين TSTG

-65 150

° C

(1) قد يؤدي التشغيل بما يتجاوز تلك المذكورة ضمن الحد الأقصى للتقييمات المطلقة إلى حدوث ضرر دائم بالجهاز.

قد يؤثر التعرض للظروف القصوى المطلقة لفترة طويلة على موثوقية الجهاز.

5.2 تصنيف البيئة والتنمية المستدامة

القيم

UNIT

V(ESD) التفريغ الكهروستاتيكي

نموذج جسم الإنسان (HBM)، وفقًا لـ AEC Q100-002

+/- 2000

V

طراز الجهاز المشحون (CDM)، وفقًا لـ AEC Q100-011

+/- 500

5.3 ظروف التشغيل الموصى بها

دقيقة

وفر

UNIT

VCC إجمالي جهد الإمداد (إشارة إلى GND)

15

25

V

جهد إدخال بوابة VIN

0

15

V

جهد VDESAT عند DESAT

0

VCC

V

تامب درجة الحرارة المحيطة

-40

125

° C

5.4 المعلومات الحرارية

IVCR1402DPQR

UNIT

تقاطع RθJA إلى البيئة المحيطة

39

درجة مئوية / غرب

وصلة RθJB إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور

11

درجة مئوية / غرب

RθJP لوحة تقاطع إلى المكشوفة

5.1

درجة مئوية / غرب

5.5 المواصفات الكهربائية

ما لم يُذكر خلاف ذلك، VCC = 25 فولت، TA = –40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية، سعة تجاوز 1-μF من VCC إلى GND، f = 100 كيلو هرتز.

التيارات إيجابية داخل وسلبية خارج المحطة المحددة. مواصفات الحالة النموذجية هي عند 25 درجة مئوية.

6 الخصائص النموذجية

7 الوصف التفصيلي

يمثل برنامج التشغيل IVCR1402Q برنامج تشغيل البوابة عالي السرعة ذو القناة الواحدة المتطور من InventChip

تطوير التكنولوجيا. ويتميز المدمج في توليد الجهد السلبي، وحماية التشبع / ماس كهربائى،

UVLO قابل للبرمجة. يقدم برنامج التشغيل هذا أفضل الخصائص في فئته والأكثر إحكاما وموثوقية

بوابة SiC MOSFET للتحكم في القيادة. إنه أول محرك صناعي مجهز بجميع بوابات SiC MOSFET الضرورية

ميزات القيادة في حزمة SOIC-8.

مخطط كتلة الوظيفة

7.1 المدخلات

IN هو مدخل برنامج تشغيل البوابة المنطقية غير المقلوب. الدبوس لديه المنسدلة ضعيفة. الإدخال هو TTL وCMOS

مستوى منطقي متوافق مع الحد الأقصى لتسامح الإدخال 20 فولت.

7.2 الناتج

يتميز IVCR1402Q بمرحلة إخراج عمود الطوطم 4A. إنه يوفر تيارًا عاليًا لمصدر الذروة عندما يكون في أقصى حالاته

مطلوب أثناء منطقة هضبة ميلر أثناء انتقال تشغيل مفتاح الطاقة. تؤدي قدرة الحوض القوية إلى

مقاومة منخفضة للغاية في مرحلة إخراج السائق مما يحسن المناعة ضد ميلر الطفيلي

تأثير التشغيل، خاصة عندما تكون دوائر Si MOSFET ذات شحن البوابة المنخفضة أو دوائر SiC MOSFET الناشئة ذات فجوة نطاق واسعة

مستخدم.

7.3 توليد الجهد السلبي

عند بدء التشغيل، يتم سحب مخرج NEG إلى GND ويوفر مسار تيار مرتفع لمصدر حالي لشحن

مكثف الجهد السلبي الخارجي CN (1uF نموذجي) من خلال دبوس OUT. يمكن شحن المكثف إلى الأعلى

2.0V في أقل من 10us. قبل شحن جهد المكثف، VCN، يظل /FAULT منخفضًا/نشطًا، بغض النظر

المستوى المنطقي لـ IN. بعد أن يصبح الانحياز السلبي جاهزًا، يتم تحرير كل من طرف NEG و/FAULT ويبدأ OUT في ذلك

اتبع إشارة الإدخال في. ينظم منظم الجهد السلبي المدمج الجهد السلبي إلى -3.5 فولت في الوضع الطبيعي

التشغيل، بغض النظر عن تردد PWM ودورة العمل. تقوم إشارة محرك البوابة، NEG، بالتبديل بينهما

VCC-3.5 فولت و-3.5 فولت.

7.4 حماية تحت الجهد

تتم مراقبة جميع التحيزات الداخلية والخارجية للسائق لضمان حالة تشغيل صحية. VCC هو

يتم مراقبتها بواسطة دائرة كشف الجهد المنخفض. يتم إيقاف تشغيل خرج برنامج التشغيل (يتم سحبه إلى مستوى منخفض) أو يظل منخفضًا إذا كان

الجهد أقل من الحد المحدد. لاحظ أن عتبة VCC UVLO أعلى بمقدار 3.5 فولت من جهد البوابة.

يتم أيضًا مراقبة الجهد السلبي. تتميز UVLO الخاصة بها بعتبة سالبة ثابتة تبلغ 1.6 فولت. الجهد السلبي

قد يؤدي خلل في المكثف إلى انخفاض جهد المكثف عن الحد المسموح به. سيتم بعد ذلك سحب حماية UVLO

بوابة MOSFET إلى الأرض. يتم سحب /FAULT إلى مستوى منخفض عند اكتشاف UVLO.

7.5 كشف عدم التشبع

عند حدوث ماس كهربائي أو تيار زائد، يتم تصريف أو تجميع جهاز الطاقة (SiC MOSFET أو IGBT)

يمكن أن يزيد التيار إلى قيمة عالية بحيث تخرج الأجهزة من حالة التشبع، وVds/Vce من

الأجهزة سوف ترتفع إلى قيمة عالية إلى حد كبير. دبوس DESAT مزود بمكثف طمس Cblk، يتم تثبيته عادةً

Id x Rds_on، أصبح الآن قادرًا على الشحن بدرجة أعلى بكثير من خلال مصدر تيار داخلي ثابت 1 مللي أمبير. عندما

يصل الجهد إلى عتبة 9.5 فولت النموذجية، ويتم سحب كل من OUT و/FAULT إلى مستوى منخفض. تم إدراج وقت فارغ قدره 200ns

عند الحافة الصاعدة للخارج لمنع تشغيل دائرة حماية DESAT قبل الأوان بسبب تفريغ Coss.

لتقليل فقدان مصدر التيار المستمر الداخلي، يتم إيقاف تشغيل المصدر الحالي عند التبديل الرئيسي

هو في خارج الدولة. عن طريق اختيار سعة مختلفة، يمكن أن يكون وقت تأخير إيقاف التشغيل (وقت التقطيع الخارجي).

مبرمجة. ويمكن حساب زمن التقطيع باستخدام

تبلك = كبلك ∙Vth / IDESAT

على سبيل المثال، إذا كان Cblk يساوي 47pF، فإن Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

ملاحظة: يتضمن Teblk وقت مسح Tblk 200ns الداخلي بالفعل.

لإعداد الحد الحالي، يمكن استخدام المعادلة التالية،

الحد = (Vth – R1* IDESAT – VF_D1)/ Rds_on

where R1 is a programming resistor, VF_D1 is high voltage diode forward voltage, Rds_on is SiC MOSFET turn

على المقاومة عند درجة حرارة الوصلة المقدرة، مثل 175 درجة مئوية.

عادةً ما يتطلب نظام الطاقة المختلف وقتًا مختلفًا لإيقاف التشغيل. يمكن أن يصل وقت إيقاف التشغيل الأمثل إلى الحد الأقصى

قدرة النظام على ماس كهربائى مع الحد من رنين Vds وجهد الناقل.

7.6 خطأ

/FAULT عبارة عن مخرج جامع مفتوح بدون مقاومة سحب داخلية. عندما التشبع وتحت الفولتية

تم اكتشافه، ويتم سحب كل من دبوس /FAULT وOUT إلى مستوى منخفض. ستبقى الإشارة /خطأ عند مستوى منخفض لمدة 10us بعد ذلك

تتم إزالة حالة الخطأ. /خطأ هو إشارة الاسترداد التلقائي. سوف تحتاج وحدة تحكم النظام إلى تحديد كيفية القيام بذلك

للرد على إشارة /FAULT. ويبين الرسم البياني التالي تسلسل الإشارة.

7.7 نيج

يتم شحن مكثف الانحياز السلبي الخارجي بسرعة عندما ينخفض ​​مستوى NEG. يحدث ذلك أثناء تشغيل الطاقة

وإعادة التشغيل مباشرة قبل انتهاء فترة 10us /FAULT المنخفضة بعد اكتشاف أي خطأ. أثناء تشغيل الطاقة

وفترة إعادة التشغيل، يتم قياس جهد مكثف التحيز السلبي VCN. بمجرد أن يتجاوز الجهد VN

عتبة UVLO، يصبح NEG عالي المقاومة ويتولى OUT التحكم في محرك البوابة.

8 التطبيقات والتنفيذ

يعد IVCR1402Q برنامج تشغيل مثاليًا للتصميم المدمج. إنه سائق منخفض الجانب. ومع ذلك، مع المدمج في

مولد الجهد السلبي، يمكن استخدام السائق كسائق عالي الجانب دون استخدام انحياز معزول.

ويمكن بعد ذلك استخدام bootstrap منخفض التكلفة بدلاً من ذلك. يُظهر مخطط الدائرة التالي جسرًا نصفيًا نموذجيًا

تطبيق السائق.

9 التخطيط

يعد التخطيط الجيد خطوة أساسية لتحقيق أداء الدائرة المطلوب. الأرض الصلبة هي أول من نبدأ بها.

يوصى بربط الوسادة المكشوفة بأرضية السائق. إنها قاعدة عامة أن المكثفات لديها

أولوية أعلى من المقاومات لترتيب الموقع. مكثفات فصل 1 فائق التوهج و 0.1 فائق التوهج

يجب أن يكون قريبًا من دبوس VCC ومؤرضًا بالمستوى الأرضي للسائق. يجب أن يكون مكثف الجهد السلبي

تحديد موقع بالقرب من دبابيس OUT وNEG. يجب أن يكون مكثف التقطيع قريبًا من السائق أيضًا. مرشح صغير

قد تكون هناك حاجة (مع ثابت زمني قدره 10ns) عند إدخال IN إذا كان من الضروري تمرير آثار إشارة الإدخال

من خلال بعض المناطق الصاخبة. فيما يلي التخطيط الموصى به.

10 معلومات التغليف

أبعاد العبوة SOIC-8 (EP).