35V 4A SiC og IGBT 8-pin driver med integreret negativ bias Danmark

Place of Origin:	Zhejiang
Brand Name:	Inventchip teknologi
Model nummer:	IVCR1402DPQR
Certificering:	AEC-Q100 kvalificeret

1. Egenskaber

• Driverstrømkapacitet: 4A synk og kildespidsstrøm

• Bredt VCC-område op til 35V

• Integreret 3.5V negativ bias

• Designet til lav side og velegnet til bootstrap high-side power

• UVLO for positiv og negativ gate-drivspænding

• Desatureringsdetektion for kortslutningsbeskyttelse med intern slukningstid

• Fejludgang, når UVLO eller DESAT detekteret

• 5V 10mA reference for eksternt kredsløb, f.eks. digital isolator

• TTL- og CMOS-kompatibel input

• SOIC-8 med synlig pad til højfrekvens- og strømapplikationer

• Lav udbredelsesforsinkelse 45ns typisk med indbygget de-glitch filter

• AEC-Q100 kvalificeret

2. Applikationer

• EV On Board-opladere

• EV/HEV invertere og ladestationer

• AC/DC og DC/DC konvertere

• Motordrev

3. Beskrivelse

IVCR1402Q er en AEC-Q100 kvalificeret, 4A enkelt-kanal, højhastigheds smart driver, der er i stand til effektivt og sikkert at køre SiC MOSFET'er og IGBT'er. Stærkt drev med en negativ bias forbedrer støjimmunitet mod Miller-effekt ved høj dv/dt-drift. Desatureringsdetektion giver robust kortslutningsbeskyttelse og reducerer risikoen for beskadigelse af strømenheden og systemkomponenterne. En fast 200 ns blankingtid er indsat for at forhindre overstrømsbeskyttelse i at blive udløst for tidligt af skiftekantstrømspids og støj. Fast positiv gate drivspænding UVLO og fast negativ bias UVLO beskyttelse sikrer sunde gate driftsspændinger. Et aktivt lavt fejlsignal advarer system, når UVLO eller overstrøm sker. Lav udbredelsesforsinkelse og mismatch med en eksponeret termisk pude gør det muligt for SiC MOSFET'er at skifte ved hundredvis af kHz. Integreret generering af negativ spænding og 5V referenceudgang minimerer antallet af eksterne komponenter. Det er den første industrielle SiC MOSFET- og IGBT-driver, som inkluderer generering af negativ spænding, desaturation og UVLO i en 8-benet pakke. Det er en ideel driver til et kompakt design.

Enhedsoplysninger

VARENUMMER

PAKKE

PAKNING

IVCR1402DPQR

SOIC-8 (EP)

Tape og spole

4. Pin-konfiguration og -funktioner

PIN

NAVN

I / O

BESKRIVELSE

1

IN

I

Logisk input

2

5VREF

O

5V/10mA udgang til eksternt kredsløb

3

/FEJL

O

Åben kollektor fejludgang, trukket til lav, når overstrøm eller UVLO detekteres.

4

DESAT

I

Desatureringsdetekteringsindgang

5

VCC

P

Udbud af positiv bias

6

OUT

O

Gate driver output

7

GND

G

Driver jorden

8

NEG

O

Negativ spændingsudgang

Udsat pude

Bundeksponeret pude er ofte bundet til GND på layout.

5. specifikationer

5.1 Absolutte maksimale vurderinger

Over friluftstemperaturområdet (medmindre andet er angivet) (1)

MIN MAKS

ENHED

VCC Samlet forsyningsspænding (reference til GND)

-0.3 35

V

VOUT Gate driver udgangsspænding

-0.3 VCC+0.3

V

IOUTH Gate-driverudgangskildestrøm (ved maks. pulsbredde 10us og 0.2 % arbejdscyklus)

6.6

A

IOUTL Gate driver output synkestrøm (ved maks. pulsbredde 10us og 0.2% arbejdscyklus)

6.6

A

VIN IN signalspænding

-5.0 20

V

I5VREF 5VREF udgangsstrøm

25

mA

VDESAT Spænding ved DESAT

-0.3 VCC+0.3

V

VNEG Spænding ved NEG pin

OUT-5.0 VCC+0.3

V

TJ Junction temperatur

-40 150

° C

TSTG Opbevaringstemperatur

-65 150

° C

(1) Betjening ud over dem, der er angivet under Absolut maksimale klassificeringer, kan forårsage permanent skade på enheden.

Udsættelse for absolutte maksimalt nominelle forhold i længere tid kan påvirke enhedens pålidelighed.

5.2 ESD-klassificering

Værdi

ENHED

V(ESD) Elektrostatisk udladning

Human body model (HBM), ifølge AEC Q100-002

+/- 2000

V

Model med ladet enhed (CDM), i henhold til AEC Q100-011

+/- 500

5.3 Anbefalede driftsbetingelser

MIN

MAX

ENHED

VCC Samlet forsyningsspænding (reference til GND)

15

25

V

VIN Gate indgangsspænding

0

15

V

VDESAT Spænding ved DESAT

0

VCC

V

TAMB Omgivelsestemperatur

-40

125

° C

5.4 Termisk information

IVCR1402DPQR

ENHED

RθJA Junction-to-Ambient

39

° C / W

RθJB Junction-to-PCB

11

° C / W

RθJP Junction-til-eksponeret pude

5.1

° C / W

5.5 Elektriske specifikationer

Medmindre andet er angivet, er VCC = 25 V, TA = –40°C til 125°C, 1-μF bypass-kapacitans fra VCC til GND, f = 100 kHz.

Strømmene er positive ind og negative ud af den specificerede terminal. Typiske tilstandsspecifikationer er ved 25°C.

6 Typiske egenskaber

7 Detaljeret beskrivelse

IVCR1402Q driver repræsenterer InventChip's banebrydende enkeltkanals lavside højhastigheds gate driver

teknologiudvikling. Den har indbygget negativ spændingsgenerering, desaturation/kortslutningsbeskyttelse,

programmerbar UVLO. Denne driver tilbyder de bedste egenskaber i klassen og den mest kompakte og pålidelige

SiC MOSFET portstyring. Det er den første industridriver udstyret med alle nødvendige SiC MOSFET-porte

køreegenskaber i en SOIC-8-pakke.

Funktionsblokdiagram

7.1 input

IN er en ikke-inverterende logisk gate-driverindgang. Stiften har en svag pulldown. Indgangen er en TTL og CMOS

kompatibelt logisk niveau med maksimal 20V inputtolerance.

7.2 Output

IVCR1402Q har et 4A totempol udgangstrin. Den leverer høj spidskildestrøm, når den er mest

nødvendig under Miller plateau-regionen af ​​strømafbryderens tændingsovergang. Stærk synkeevne resulterer i

en meget lav pull-down impedans i driverens udgangstrin, som forbedrer immuniteten mod parasitære Miller

tænd-effekt, især hvor Si-MOSFET'er med lav gate-opladning eller nye SiC-MOSFET'er med bred båndgab er

Brugt.

7.3 Generering af negativ spænding

Ved opstart trækkes NEG-output til GND og giver en høj strømvej for en strømkilde at oplade

ekstern negativ spændingskondensator CN (typisk 1uF) gennem OUT pin. Kondensatoren kan oplades til ovenstående

2.0V på mindre end 10us. Før kondensatorspændingen, VCN, opladet, forbliver /FAULT lav/aktiv, se bort fra

IN's logiske niveau. Når den negative bias er klar, frigives både NEG-pin og /FAULT-pin, og OUT begynder at

følg indgangssignal IN. En indbygget negativ spændingsregulator regulerer den negative spænding til -3.5V for alm

drift, uanset PWM-frekvens og driftscyklus. Gatedrivsignalet, NEG, skifter derefter mellem

VCC-3.5V og -3.5V.

7.4 Underspændingsbeskyttelse

Alle interne og eksterne skævheder i føreren overvåges for at sikre en sund driftstilstand. VCC er

overvåges af et underspændingsdetektionskredsløb. Driverudgangen lukkes ned (trukket lavt) eller forbliver lav, hvis

spændingen er under den indstillede grænse. Bemærk, at VCC UVLO-tærsklen er 3.5V højere end gatespændinger.

Den negative spænding overvåges også. Dens UVLO har en fast 1.6V negativ tærskel. Negativ spænding

kondensatorfejl kan resultere i, at kondensatorspændingen er under tærsklen. UVLO-beskyttelsen vil så trække

MOSFETs port til jord. /FEJL trækkes lavt, når UVLO detekteres.

7.5 Desaturering detektion

Når der opstår kortslutning eller overstrøm, vil strømenhedens (SiC MOSFET eller IGBT) dræne eller opsamler

strøm kan stige til en så høj værdi, at enhederne kommer ud af mætningstilstand, og Vds/Vce af

enheder vil stige til en væsentlig høj værdi. DESAT-stift med en blindkondensator Cblk, normalt fastspændt til

Id x Rds_on, er nu i stand til at oplade meget højere med en intern 1mA konstant strømkilde. Når

spændingen når typisk 9.5V-tærskel, OUT og /FAULT trækkes begge lavt. Der indsættes en 200ns blank tid

ved OUT stigende kant for at forhindre DESAT-beskyttelseskredsløbet i at blive udløst for tidligt på grund af Coss-udladning.

For at minimere tabet af intern konstant strømkilde, slukkes strømkilden, når hovedafbryderen

er i off-tilstand. Ved at vælge en anden kapacitans kan slukningsforsinkelsestid (ekstern blankingtid) være

programmeret. Blanketiden kan beregnes med,

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

For eksempel, hvis Cblk er 47pF, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Bemærk Teblk inkluderer allerede intern Tblk 200ns blanking tid.

Til indstilling af strømgrænsen kan følgende ligning bruges,

Ilimit = (femte – 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

på modstand ved estimeret overgangstemperatur, såsom 175C.

Et andet strømsystem kræver normalt en anden sluk-tid. En optimeret sluk-tid kan maksimere

systemets kortslutningsevne, mens Vds og busspændingsringning begrænses.

7.6 Fejl

/FAULT er en åben solfangerudgang uden intern pull-up modstand. Ved desaturation og underspændinger

registreres, trækkes /FAULT-stiften og OUT begge lavt. /FAULT-signalet forbliver lavt i 10 us efter

fejltilstanden fjernes. /FAULT er et automatisk gendannelsessignal. Systemcontroller skal beslutte hvordan

for at svare på /FAULT-signalet. Følgende diagram viser signalsekvensen.

7.7 NEG

Den eksterne negative bias-kondensator oplades hurtigt, når NEG bliver lav. Det sker under opstart

og genstartsperiode lige før 10us / FEJL lav periode udløber efter en fejl er opdaget. Under opstart

og genstartsperiode måles den negative forspændingskondensatorspænding VCN. Så snart spændingen er over VN

UVLO-tærskel, NEG bliver højimpedans og OUT overtager gate-drevstyringen.

8 Ansøgninger og implementering

IVCR1402Q er en ideel driver til et kompakt design. Det er en lavside driver. Dog med en indbygget

negativ spændingsgenerator, kan driveren bruges som en high-side driver uden at bruge en isoleret bias.

En billig bootstrap kan så bruges i stedet. Følgende kredsløbsdiagram viser en typisk halvbro

driver applikation.

9 Layout

Et godt layout er et nøgletrin for at opnå den ønskede kredsløbsydelse. Fast grund er den første til at starte med.

Det anbefales at binde den udsatte pude til førerens jord. Det er en generel regel, som kondensatorer har

en højere prioritet end modstande til placeringsarrangement. En 1uF og en 0.1uF afkoblingskondensatorer

skal være tæt på VCC-stiften og jordet til driverens stelplan. Negativ spænding kondensator bør

lokaliser tæt på OUT- og NEG-stifter. Blankekondensatoren skal også være tæt på driveren. Et lille filter

(med 10ns tidskonstant) kan være nødvendig ved indgangen til IN, hvis indgangssignalsporene skal passere

gennem noget støjende område. Følgende er et anbefalet layout.

10 Emballageoplysninger

SOIC-8 (EP) Pakkedimensioner