محرك سيليكون كاربايد و IGBT بـ 8 بنات مع تحيز سلبي متكامل 35 فولت 4 أمبير

1. الخصائص

• سعة تيار التشغيل: 4A تيار تشغيل ذروة للغرق والصدارة

• نطاق VCC واسع يصل إلى 35V

• يحتوي على تحيز سلبي 3.5V مدمج

• مصمم للجانب السفلي ومناسب لتشغيل الجانب العالي باستخدام تقنية البوتستراب

• حماية انخفاض الجهد (UVLO) لكل من الجهد الإيجابي والسالب لتشغيل البوابة

• كشف التشبع العكسي لحماية الدائرة القصيرة مع وقت إغلاق داخلي

• خرج خطأ عند اكتشاف انخفاض الجهد (UVLO) أو كشف التشبع العكسي

• مرجع 5V 10mA للدوائر الخارجية، مثل العازل الرقمي

• مدخلات متوافقة مع TTL و CMOS

• عبوة SOIC-8 مع قاعدة مكشوفة لتطبيقات التردد العالي والطاقة

• تأخير انتشار منخفض 45 نانو ثانية تقريبًا مع مرشح داخلي لإزالة التشويش

• مؤهل وفقًا لمعيار AEC-Q100

2. التطبيقات

• شواحن على متن السيارة EV

• عكسات ومحطات شحن EV/HEV

• محولات AC/DC و DC/DC

• تشغيل المحرك

3. الوصف

IVCR1402Q هو جهاز مطابق للمواصفات AEC-Q100، بقدرة تيار 4A، وسائق أحادي القناة ذكي عالي السرعة، قادر على تشغيل SiC MOSFETs و IGBTs بكفاءة وأمان. يحسن التحفيز القوي مع انحياز سلبي مناعة الضوضاء ضد تأثير Miller عند التشغيل بسرعة تغيير الجهد العالي dv/dt. اكتشاف عدم الاشباع يوفر حماية قوية ضد الدوائر القصيرة ويقلل من خطر تلف الأجهزة والمركبات الكهربائية والمكونات النظامية. يتم إدراج وقت فارغ ثابت مدته 200 نانوسconds لمنع تفعيل الحماية من التيار الزائد قبل الأوان بسبب ذروة التيار أو الضوضاء أثناء الانتقال. الحماية من الجهد المنخفض (UVLO) للتحفيز الإيجابي والسالب الثابتة تضمن عمليات تشغيل صحية للجت. إشارة خطأ نشطة منخفضة تنبه النظام عندما يحدث UVLO أو زيادة التيار. التأخير المنخفض في الانتشار وعدم التطابق مع وجود قاعدة حرارية مكشوفة يمكّن SiC MOSFETs من التبديل بمئات kHz. التوليد المتكامل للجهد السلبي ومخرج المرجع 5V يقلل من عدد المكونات الخارجية. إنه أول سائق صناعي لـ SiC MOSFETs و IGBTs يتضمن توليد الجهد السلبي واكتشاف عدم الاشباع وUVLO في غلاف بـ 8 أطراف. إنه السائق المثالي لمخططات تصميم مدمجة.

معلومات الجهاز

4. تكوين الأطراف ووظائفها

5. المواصفات

5.1 التصنيفات القصوى المطلقة

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

(1) التشغيل خارج الحدود المدرجة تحت التصنيفات القصوى المطلقة قد يتسبب في أضرار دائمة للجهاز.

التعرض لظروف تصنيف الإجهاد الكهروستاتيكي القصوى لفترة طويلة قد يؤثر على موثوقية الجهاز.

تقييم ESD 5.2

5.3 الشروط التشغيلية الموصى بها

5.4 المعلومات الحرارية

5.5 المواصفات الكهربائية

ما لم يُذكر خلاف ذلك، VCC = 25 فولت، TA = -40°C إلى 125°C، سعة تجاوز 1 ميكروفاراد من VCC إلى GND، f = 100 كيلوهرتز.

التيارات إيجابية عند دخولها وسلبية عند خروجها من الطرف المحدد. مواصفات الحالة النموذجية تكون عند 25 درجة مئوية.

6 الخصائص النموذجية

7 وصف تفصيلي

يعتبر محفز IVCR1402Q من شركة InventChip أحدث تقنيات المحفزات ذات القناة الواحدة السريعة للجانب المنخفض لبوابة SiC MOSFET

مع وجود جهد سلبي مدمج، حماية التشبع/القصور الذاتي، وحماية الجهد المنخفض القابلة للبرمجة (UVLO).

يوفر هذا المحفز أفضل الخصائص في فئته وأكثر الحلول ضيق المساحة وموثوقية لتحكم بوابة SiC MOSFET.

وهو أول محفز صناعي مجهز بكافة المتطلبات بوابة SiC MOSFET

خصائص القيادة في عبوة SOIC-8.

رسم مخطط الكتلة الوظيفية

7.1 المدخل

IN هو مدخل لسائق منطق غير معكوس. يحتوي الدبوس على مقاومة سحب ضعيفة. المدخل هو مستوى منطقي متوافق مع TTL و CMOS

مع تحمل دخل أقصى يصل إلى 20V.

7.2 الإخراج

يتميز IVCR1402Q بمرحلة إخراج توتيم-بول قدرتها 4A. فهو يوفر ذروة تيار مصدر مرتفعة عند الحاجة إليها خلال منطقة منصة Miller أثناء انتقال تشغيل التبديل القوي. القدرة العالية على السحب الناتجة عن

مقاومة سحب منخفضة جدًا في مرحلة الإخراج التي تحسن مناعة السائق ضد تأثير التشغيل الباراسيتي لمiller، خاصة عندما يتم استخدام Si MOSFETs ذات شحنة بوابة منخفضة أو SiC MOSFETs الناشئة ذات الفجوة العريضة.

تأثير التشغيل الباراسيتي لمiller، خاصة عندما يتم استخدام Si MOSFETs ذات شحنة بوابة منخفضة أو SiC MOSFETs الناشئة ذات الفجوة العريضة.

يعطي ذلك مناعة أكبر ضد تأثيرات التشغيل غير المرغوب فيها بسبب الشحنات الباراسيتية.

مستعملة

7.3 توليد الجهد السلبي

عند بدء التشغيل، يتم سحب مخرج NEG إلى GND ويوفر مسار التيار الكبير لمصدر التيار لتحميل

مكثف خارجية الجهد السلبي CN (1uF نموذجية) من خلال دبوس OUT. يمكن شحن مكثف إلى أعلى

2.0 فولت في أقل من 10 أوس. قبل فولتاج مكثف، VCN، شحنت، / خطأ يبقى منخفضة / نشطة، بغض النظر

مستوى المنطق بعد أن يكون التحيز السلبي جاهزا، يتم إطلاق سراح كل من دبوس NEG و / FAULT دبوس وبدء

تتبع إشارة الدخول IN ويتم تنظيم جهاز تنظيم التوتر السلبي المدمج في التوتر السلبي إلى -3.5 فولت للطبيعية

التشغيل، بغض النظر عن تردد PWM ودورة العمل. إشارة محرك البوابة، NEG، ثم يتحول بين

VCC-3.5 فولت و -3.5 فولت

7.4 تحت حماية الجهد

يتم مراقبة جميع التحيزات الداخلية والخارجية للسائق لضمان حالة تشغيل سليمة. و (فيك)

يتم رصدها بواسطة دائرة كشف تحت الجهد. يتم إيقاف إخراج السائق (سحب منخفضة) أو يبقى منخفضة إذا كان

الجهد أقل من الحد المحدد لاحظ أن عتبة VCC UVLO أعلى بـ 3.5V من فولتاجيات البوابة.

ويتم مراقبة الجهد السلبي أيضاً. UVLO لديه حد ثابت 1.6 فولت سلبي. الجهد السلبي

عيب المكثف قد يؤدي إلى فولتاج المكثف تحت الحد الأدنى. الحماية UVLO ثم سحب

بوابة (موسفيت) إلى الأرض يتم سحب / FAULT منخفضة عندما يتم الكشف عن UVLO.

7.5 اكتشاف إزالة الخصوبة

عندما يحدث الدائرة القصيرة أو التيار الزائد، جهاز الطاقة (SiC MOSFET أو IGBT) تصريف أو مجمع

يمكن أن يرتفع التيار إلى قيمة عالية بحيث الخروج من الأجهزة حالة الشبع، و Vds/Vce من

سترتفع قيمة هذه الأجهزة إلى مستوى مرتفع. دبوس DESAT مع مكثف سقف Cblk، عادة ما يتم إصلاحها

Id x Rds_on، الآن قادرة على شحن أعلى بكثير من قبل 1mA الداخلية مصدر تيار ثابت. عندما

عندما يصل الجهد إلى عتبة 9.5 فولت نموذجية، يتم سحب كل من OUT و / FAULT منخفضة. يتم إدخال وقت فارغ 200ns

في الحافة المتصاعدة للخارج لمنع دائرة حماية DESAT من أن يتم تشغيلها قبل الأوان بسبب تفريغ Coss.

لتقليل فقدان مصدر التيار الداخلي الثابت، يتم إيقاف تشغيل المصدر الحالي عندما يتم تشغيل المفتاح الرئيسي

هو خارج الحالة. من خلال اختيار سعة مختلفة، يمكن تحديد وقت تأخير التوقف (وقت الفراغ الخارجي)

مبرمجة يمكن حساب وقت التبريد مع

تيبلك = Cblk ∙Vth / IDESAT

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

ملاحظة Teblk يشمل وقت Tblk الداخلي 200ns الفراغ بالفعل.

لتحديد حد التيار، يمكن استخدام المعادلة التالية،

الحد = (Vth R1* IDESAT VF_D1) / Rds_on

حيث R1 هو المقاومة البرمجة، VF_D1 هو الجهد الأمامي لثنائي الجهد العالي، Rds_on هو دور SiC MOSFET

على المقاومة عند درجة حرارة التقاطع المقدرة، مثل 175C.

نظام طاقة مختلف يتطلب عادة وقت إيقاف مختلف. وقت إيقاف التشغيل المُتحسّن يمكن أن يُكبر

قدرة نظام القطع القصير مع الحد من Vds واصوات الجهد الحافل.

7.6 الخطأ

/ FAULT هو مخرج مفتوح لمجمع دون مقاومة سحب داخلية. عندما يكون الإفراز تحت الجهد

يتم الكشف عنها، يتم سحب دبوس / FAULT و OUT على حد سواء منخفضة. إشارة / FAULT ستبقى منخفضة لمدة 10s بعد

تم إزالة حالة العيب / fault هي إشارة استرداد تلقائي يجب على مدير النظام أن يقرر كيف

للاستجابة لإشارة / FAULT. الرسم البياني التالي يظهر تسلسل الإشارة.

7.7 النظام الوطني للطاقة

المكثف الخارجي للحياكة السلبية يتم شحنه بسرعة عندما ينخفض NEG. يحدث ذلك أثناء تشغيل الكهرباء

و إعادة تشغيل فترة قبل فترة 10us / FAULT منخفضة تنتهي بعد اكتشاف أي خطأ. أثناء تشغيل

وفترة إعادة التشغيل ، يتم قياس فولتاج مكثف التحيز السلبي VCN. حالما يكون الجهد فوق VN

عتبة UVLO، NEG يصبح عالية العائق و OUT يتولى التحكم في محرك البوابة.

8 التطبيقات والتنفيذ

IVCR1402Q هو سائق مثالي لتصميم مضغوط. إنه سائق منخفض ومع ذلك، مع بنيت في

مولد الجهد السلبي، يمكن استخدام السائق كسائق الجانب العالي دون استخدام تحيز معزول.

يمكن استخدام شرائط التشغيل منخفضة التكلفة بدلاً من ذلك. يظهر الرسم البياني الدائرة التالية نصف جسر نموذجي

طلب السائق

تخطيط تخطيط 9

التخطيط الجيد هو خطوة أساسية لتحقيق أداء الدائرة المطلوب. البدء بالأرضية الصلبة هو الأولوية.

من المستحسن ربط الوسادة المكشوفة بالأرضية الخاصة بالمحرك. القاعدة العامة هي أن المكثفات لها

أولوية أعلى من المقاومات في ترتيب الموقع. مكثفان لفصل التيار (1uF و0.1uF)

يجب أن يكونا قريبين من ذراع VCC ومن الأرضية الخاصة بالمحرك. المكثف ذو الجهد السلبي يجب

أن يكون قريباً من الأذرع OUT وNEG. مكثف الإلغاء يجب أن يكون قريباً من المحرك أيضاً. قد يكون هناك حاجة إلى فلتر صغير

مع ثابت زمني 10 نانو ثانية عند مدخل IN إذا كان يجب على آثار الإشارة المرور

من خلال منطقة مليئة بالضوضاء. ما يلي هو تخطيط مقترح.

معلومات التغليف 10

أبعاد حزمة SOIC-8 (EP)