35V 4A SiC και πρόγραμμα οδήγησης 8 ακίδων IGBT με ενσωματωμένη αρνητική προκατάληψη Ελλάδα

Τόπος καταγωγής:	Zhejiang
Μάρκα:	Τεχνολογία Inventchip
Αριθμός μοντέλου:	IVCR1402DPQR
Πιστοποίηση:	Πιστοποιημένο AEC-Q100

1. Χαρακτηριστικά

• Χωρητικότητα ρεύματος οδηγού: 4A νεροχύτη και ρεύμα αιχμής κίνησης πηγής

• Ευρύ φάσμα VCC έως 35V

• Ενσωματωμένη αρνητική πόλωση 3.5 V

• Σχεδιασμένο για χαμηλή πλευρά και κατάλληλο για bootstrap υψηλής ισχύος

• UVLO για θετική και αρνητική τάση κίνησης πύλης

• Ανίχνευση αποκορεσμού για προστασία από βραχυκύκλωμα με εσωτερικό χρόνο κενού

• Έξοδος σφάλματος όταν ανιχνεύεται UVLO ή DESAT

• Αναφορά 5V 10mA για εξωτερικό κύκλωμα, π.χ. ψηφιακός απομονωτής

• Είσοδος συμβατή με TTL και CMOS

• SOIC-8 με εκτεθειμένο μαξιλαράκι για εφαρμογές υψηλής συχνότητας και ισχύος

• Χαμηλή καθυστέρηση διάδοσης 45ns τυπική με ενσωματωμένο φίλτρο αποσύνδεσης

• Πιστοποιημένο AEC-Q100

2. εφαρμογές

• Φορτιστές EV On Board

• Μετατροπείς EV/HEV και σταθμοί φόρτισης

• Μετατροπείς AC/DC και DC/DC

• Κίνηση κινητήρα

3. Περιγραφή

Το IVCR1402Q είναι πιστοποιημένο AEC-Q100, έξυπνο πρόγραμμα οδήγησης 4A μονού καναλιού, υψηλής ταχύτητας, ικανό να οδηγεί αποτελεσματικά και με ασφάλεια SiC MOSFET και IGBT. Η ισχυρή μονάδα δίσκου με αρνητική προκατάληψη βελτιώνει την ατρωσία από το θόρυβο έναντι του φαινομένου Miller σε λειτουργία υψηλού dv/dt. Η ανίχνευση αποκορεσμού παρέχει ισχυρή προστασία από βραχυκύκλωμα και μειώνει τον κίνδυνο βλάβης της συσκευής ισχύος και των εξαρτημάτων του συστήματος. Εισάγεται ένας σταθερός χρόνος κενού 200 ns για να αποτραπεί η πρόωρη ενεργοποίηση της προστασίας από υπερένταση από την εναλλαγή της ακίδας και του θορύβου ρεύματος. Η σταθερή θετική τάση μετάδοσης κίνησης της πύλης UVLO και η σταθερή αρνητική πόλωση προστασία UVLO διασφαλίζουν υγιείς τάσεις λειτουργίας της πύλης. Ένα ενεργό σύστημα ειδοποίησης σήματος χαμηλής βλάβης όταν συμβαίνει UVLO ή υπερβολικό ρεύμα. Η χαμηλή καθυστέρηση διάδοσης και η αναντιστοιχία με ένα εκτεθειμένο θερμικό επίθεμα επιτρέπει στα SiC MOSFET να αλλάζουν σε εκατοντάδες kHz. Η ενσωματωμένη παραγωγή αρνητικής τάσης και η έξοδος αναφοράς 5 V ελαχιστοποιούν τον αριθμό των εξωτερικών εξαρτημάτων. Είναι το πρώτο βιομηχανικό SiC MOSFET και πρόγραμμα οδήγησης IGBT που περιλαμβάνει παραγωγή αρνητικής τάσης, αποκορεσμό και UVLO σε συσκευασία 8 ακίδων. Είναι ιδανικός οδηγός για συμπαγή σχεδιασμό.

Πληροφορίες συσκευής

ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΕΡΟΣ

ΠΑΚΈΤΟ

ΣΥΣΚΕΥΑΣΊΑ

IVCR1402DPQR

SOIC-8 (EP)

Ταινία και καρούλι

4. Ρύθμιση παραμέτρων και Λειτουργίες καρφίτσας

PIN

ΌΝΟΜΑ

I / O

ΠΕΡΙΓΡΑΦΉ

1

IN

I

Λογική είσοδος

2

5VREF

O

Έξοδος 5V/10mA για εξωτερικό κύκλωμα

3

/ΣΦΑΛΜΑ

O

Ανοιχτή έξοδος σφάλματος συλλέκτη, έλκεται στο χαμηλό όταν ανιχνεύεται υπερβολικό ρεύμα ή UVLO.

4

DESAT

I

Είσοδος ανίχνευσης αποκορεσμού

5

VCC

P

Προμήθεια θετικής μεροληψίας

6

OUT

O

Έξοδος προγράμματος οδήγησης πύλης

7

GND

G

Γείωση οδηγού

8

ΝΕΟ

O

Αρνητική τάση εξόδου

Εκτεθειμένο επίθεμα

Το κάτω εκτεθειμένο μαξιλαράκι συνδέεται συχνά με το GND στη διάταξη.

5. ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ

5.1 Απόλυτες μέγιστες βαθμολογίες

Εύρος θερμοκρασίας ελεύθερου αέρα (εκτός εάν αναφέρεται διαφορετικά) (1)

ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΜΕΓΙΣΤΟ

ΜΟΝΆΔΑ

VCC Συνολική τάση τροφοδοσίας (αναφορά στο GND)

-0.3 35

V

Τάση εξόδου προγράμματος οδήγησης πύλης VOUT

-0.3 VCC+0.3

V

Ρεύμα πηγής εξόδου προγράμματος οδήγησης πύλης IOUTH (με μέγιστο πλάτος παλμού 10us και κύκλο λειτουργίας 0.2%)

6.6

A

Ρεύμα νεροχύτη εξόδου προγράμματος οδήγησης πύλης IOUTL (με μέγιστο πλάτος παλμού 10us και κύκλο λειτουργίας 0.2%)

6.6

A

Τάση σήματος VIN IN

-5.0 20

V

I5VREF Ρεύμα εξόδου 5VREF

25

mA

VDESAT Τάση στο DESAT

-0.3 VCC+0.3

V

VNEG Τάση στον ακροδέκτη NEG

OUT-5.0 VCC+0.3

V

Θερμοκρασία διασταύρωσης TJ

-40 150

° C

TSTG Θερμοκρασία αποθήκευσης

-65 150

° C

(1) Η λειτουργία πέρα ​​από αυτές που αναφέρονται στην ενότητα Απόλυτες μέγιστες αξιολογήσεις μπορεί να προκαλέσει μόνιμη βλάβη στη συσκευή.

Η έκθεση σε απόλυτες μέγιστες ονομαστικές συνθήκες για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να επηρεάσει την αξιοπιστία της συσκευής.

5.2 Αξιολόγηση ESD

αξία

ΜΟΝΆΔΑ

V(ESD) Ηλεκτροστατική εκκένωση

Μοντέλο ανθρώπινου σώματος (HBM), ανά AEC Q100-002

+/- 2000

V

Μοντέλο φορτισμένης συσκευής (CDM), ανά AEC Q100-011

+/- 500

5.3 Συνιστώμενες συνθήκες λειτουργίας

MIN

MAX

ΜΟΝΆΔΑ

VCC Συνολική τάση τροφοδοσίας (αναφορά στο GND)

15

25

V

Τάση εισόδου πύλης VIN

0

15

V

VDESAT Τάση στο DESAT

0

VCC

V

TAMB Θερμοκρασία περιβάλλοντος

-40

125

° C

5.4 Θερμικές πληροφορίες

IVCR1402DPQR

ΜΟΝΆΔΑ

RθJA Junction-to-Ambient

39

° C / Δ

RθJB Junction-to-PCB

11

° C / Δ

RθJP Διασταύρωση σε εκτεθειμένο επίθεμα

5.1

° C / Δ

5.5 Ηλεκτρικές προδιαγραφές

Εκτός εάν αναφέρεται διαφορετικά, VCC = 25 V, TA = –40°C έως 125°C, χωρητικότητα παράκαμψης 1-μF από VCC σε GND, f = 100 kHz.

Τα ρεύματα είναι θετικά προς και αρνητικά από το καθορισμένο τερματικό. Οι τυπικές προδιαγραφές κατάστασης είναι στους 25°C.

6 Τυπικά Χαρακτηριστικά

7 Λεπτομερής περιγραφή

Το πρόγραμμα οδήγησης IVCR1402Q αντιπροσωπεύει το πρωτοποριακό πρόγραμμα οδήγησης πύλης υψηλής ταχύτητας χαμηλού καναλιού της InventChip

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Διαθέτει ενσωματωμένη παραγωγή αρνητικής τάσης, προστασία αποκορεσμού/βραχυκυκλώματος,

προγραμματιζόμενη UVLO. Αυτό το πρόγραμμα οδήγησης προσφέρει τα καλύτερα χαρακτηριστικά στην κατηγορία του και τα πιο συμπαγή και αξιόπιστα

Έλεγχος οδήγησης πύλης SiC MOSFET. Είναι το πρώτο πρόγραμμα οδήγησης της βιομηχανίας εξοπλισμένο με όλη την απαραίτητη πύλη SiC MOSFET

χαρακτηριστικά οδήγησης σε πακέτο SOIC-8.

Μπλοκ διάγραμμα συναρτήσεων

7.1 Είσοδος

Το IN είναι μια είσοδος προγράμματος οδήγησης λογικής πύλης χωρίς αναστροφή. Ο πείρος έχει αδύναμο pulldown. Η είσοδος είναι TTL και CMOS

συμβατό λογικό επίπεδο με μέγιστη ανοχή εισόδου 20V.

7.2 εξόδου

Το IVCR1402Q διαθέτει μια βαθμίδα εξόδου πόλων τοτέμ 4Α. Παρέχει ρεύμα πηγής υψηλής αιχμής όταν είναι περισσότερο

απαιτείται κατά την περιοχή του οροπεδίου Miller της μετάβασης ενεργοποίησης του διακόπτη ισχύος. Η ισχυρή ικανότητα νεροχύτη έχει ως αποτέλεσμα

μια πολύ χαμηλή αντίσταση pull-down στο στάδιο εξόδου του οδηγού που βελτιώνει την ανοσία έναντι του παρασιτικού Miller

εφέ ενεργοποίησης, ειδικά όταν τα MOSFET Si χαμηλής φόρτισης πύλης ή τα αναδυόμενα SiC MOSFET ευρείας ζώνης

μεταχειρισμένος.

7.3 Παραγωγή αρνητικής τάσης

Κατά την εκκίνηση, η έξοδος NEG έλκεται στο GND και παρέχει μια διαδρομή υψηλού ρεύματος για μια πηγή ρεύματος για να φορτίσει το

εξωτερικός πυκνωτής αρνητικής τάσης CN (τυπικό 1uF) μέσω του ακροδέκτη OUT. Ο πυκνωτής μπορεί να φορτιστεί στο παραπάνω

2.0 V σε λιγότερο από 10 us. Πριν από την τάση πυκνωτή, το VCN, φορτιστεί, το /FAULT παραμένει χαμηλό/ενεργό, αδιαφορώντας

λογικό επίπεδο IN. Αφού είναι έτοιμη η αρνητική μεροληψία, απελευθερώνονται τόσο η ακίδα NEG όσο και η ακίδα /FAULT και το OUT ξεκινά

ακολουθήστε το σήμα εισόδου IN. Ένας ενσωματωμένος ρυθμιστής αρνητικής τάσης ρυθμίζει την αρνητική τάση στα -3.5 V για κανονική

λειτουργία, ανεξάρτητα από τη συχνότητα PWM και τον κύκλο λειτουργίας. Το σήμα κίνησης πύλης, NEG, αλλάζει στη συνέχεια

VCC-3.5V και -3.5V.

7.4 Προστασία υπό τάση

Όλες οι εσωτερικές και εξωτερικές προκαταλήψεις του οδηγού παρακολουθούνται για να διασφαλιστεί η υγιής κατάσταση λειτουργίας. VCC είναι

παρακολουθείται από ένα κύκλωμα ανίχνευσης υπό τάση. Η έξοδος του προγράμματος οδήγησης κλείνει (τραβιέται χαμηλά) ή παραμένει χαμηλή εάν το

η τάση είναι κάτω από το καθορισμένο όριο. Σημειώστε ότι το όριο VCC UVLO είναι 3.5 V υψηλότερο από τις τάσεις της πύλης.

Η αρνητική τάση παρακολουθείται επίσης. Το UVLO του έχει σταθερό κατώφλι αρνητικής κίνησης 1.6 V. Αρνητική τάση

Το ελάττωμα του πυκνωτή μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την τάση του πυκνωτή κάτω από το κατώφλι. Στη συνέχεια, η προστασία UVLO θα τραβήξει

Η πύλη του MOSFET προς το έδαφος. Το /FAULT σύρεται χαμηλά όταν ανιχνευτεί UVLO.

7.5 Ανίχνευση αποκορεσμού

Όταν συμβαίνει βραχυκύκλωμα ή υπερβολικό ρεύμα, η αποστράγγιση ή ο συλλέκτης της συσκευής ισχύος (SiC MOSFET ή IGBT)

Το ρεύμα μπορεί να αυξηθεί σε τόσο υψηλή τιμή ώστε οι συσκευές να βγουν από την κατάσταση κορεσμού και τα Vds/Vce του

συσκευές θα αυξηθούν σε σημαντικά υψηλή αξία. Πείρος DESAT με πυκνωτή Cblk, κανονικά στερεωμένος

Το Id x Rds_on, τώρα είναι σε θέση να φορτίζει πολύ υψηλότερα από μια εσωτερική πηγή σταθερού ρεύματος 1 mA. Οταν ο

Η τάση φτάνει το τυπικό κατώφλι των 9.5 V, το OUT και το /FAULT είναι και τα δύο χαμηλά. Εισάγεται ένας κενός χρόνος 200ns

στην ανερχόμενη άκρη OUT για να αποτρέψετε την πρόωρη ενεργοποίηση του κυκλώματος προστασίας DESAT λόγω εκφόρτισης Coss.

Για να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια εσωτερικής πηγής σταθερού ρεύματος, η πηγή ρεύματος απενεργοποιείται όταν ο κεντρικός διακόπτης

είναι σε κατάσταση εκτός λειτουργίας. Επιλέγοντας διαφορετική χωρητικότητα, μπορεί να είναι ο χρόνος καθυστέρησης απενεργοποίησης (εξωτερικός χρόνος κενού).

προγραμματισμένος. Ο χρόνος κενού μπορεί να υπολογιστεί με:

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Για παράδειγμα, εάν το Cblk είναι 47pF, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Σημείωση Το Teblk περιλαμβάνει ήδη εσωτερικό χρόνο κενού Tblk 200ns.

Για τη ρύθμιση του τρέχοντος ορίου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ακόλουθη εξίσωση:

Ilimit = (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

στην αντίσταση σε εκτιμώμενη θερμοκρασία διασταύρωσης, όπως 175 C.

Ένα διαφορετικό σύστημα ισχύος απαιτεί συνήθως διαφορετικό χρόνο απενεργοποίησης. Ένας βελτιστοποιημένος χρόνος απενεργοποίησης μπορεί να μεγιστοποιήσει

την ικανότητα βραχυκυκλώματος του συστήματος ενώ περιορίζει τον κουδούνισμα Vds και τάσης διαύλου.

7.6 Βλάβη

/FAULT είναι μια έξοδος ανοιχτού συλλέκτη χωρίς εσωτερική αντίσταση έλξης. Σε περίπτωση αποκορεσμού και υπό τάσεις

ανιχνεύονται, η ακίδα /FAULT και η OUT τραβήχτηκαν χαμηλά. Το σήμα /FAULT θα παραμείνει στο χαμηλό για 10 us μετά

η κατάσταση σφάλματος αφαιρείται. Το /FAULT είναι ένα σήμα αυτόματης ανάκτησης. Ο ελεγκτής συστήματος θα πρέπει να αποφασίσει πώς

για να ανταποκριθεί στο σήμα /FAULT. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη σειρά σημάτων.

7.7 ΑΡΝΗ

Ο εξωτερικός πυκνωτής αρνητικής πόλωσης φορτίζεται γρήγορα όταν το NEG πέσει. Συμβαίνει κατά την ενεργοποίηση

και η περίοδος επανεκκίνησης ακριβώς πριν από τη λήξη της περιόδου 10us /FAULT low μετά τον εντοπισμό οποιουδήποτε σφάλματος. Κατά την ενεργοποίηση

και την περίοδο επανεκκίνησης, μετράται η τάση VCN του πυκνωτή αρνητικής πόλωσης. Μόλις η τάση είναι πέρα ​​από το VN

Το κατώφλι UVLO, το NEG γίνεται υψηλής σύνθετης αντίστασης και το OUT αναλαμβάνει τον έλεγχο της κίνησης της πύλης.

8 Εφαρμογές και Υλοποίηση

Το IVCR1402Q είναι ένα ιδανικό πρόγραμμα οδήγησης για συμπαγή σχεδιασμό. Είναι ένα πρόγραμμα οδήγησης χαμηλής πλευράς. Ωστόσο, με ενσωματωμένο

γεννήτρια αρνητικής τάσης, ο οδηγός μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως οδηγός υψηλής τάσης χωρίς τη χρήση μεμονωμένης προκατάληψης.

Στη συνέχεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα χαμηλού κόστους bootstrap. Το παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος δείχνει μια τυπική μισή γέφυρα

εφαρμογή προγράμματος οδήγησης.

9 Διάταξη

Μια καλή διάταξη είναι ένα βασικό βήμα για την επίτευξη της επιθυμητής απόδοσης του κυκλώματος. Το συμπαγές έδαφος είναι το πρώτο που ξεκινά.

Συνιστάται να δέσετε το εκτεθειμένο τακάκι στο έδαφος του οδηγού. Είναι ένας γενικός κανόνας που έχουν οι πυκνωτές

μεγαλύτερη προτεραιότητα από τις αντιστάσεις για τη διάταξη θέσης. Ένας πυκνωτής αποσύνδεσης 1uF και 0.1uF

πρέπει να είναι κοντά στον πείρο VCC και να είναι γειωμένο στο επίπεδο γείωσης του οδηγού. Αρνητική τάση πυκνωτή πρέπει

εντοπίστε κοντά στις ακίδες OUT και NEG. Ο πυκνωτής κενού πρέπει να είναι επίσης κοντά στον οδηγό. Ένα μικρό φίλτρο

(με σταθερά χρόνου 10 s) μπορεί να χρειαστεί στην είσοδο του IN εάν πρέπει να περάσουν τα ίχνη του σήματος εισόδου

μέσα από κάποια θορυβώδη περιοχή. Ακολουθεί μια προτεινόμενη διάταξη.

10 Πληροφορίες συσκευασίας

Διαστάσεις πακέτου SOIC-8 (EP).