35V 4A SiC i IGBT 8-pinski drajver s integriranim negativnim biasom Hrvatska

Mjesto podrijetla:	Zhejiang
Brand Name:	Tehnologija Inventchip
Broj modela:	IVCR1402DPQR
Certifikacija:	AEC-Q100 kvalificiran

1. Značajke

• Kapacitet pogonske struje: 4A vršna pogonska struja odvoda i izvora

• Široki VCC raspon do 35V

• Integrirani negativni prednapon od 3.5 V

• Dizajniran za nisku stranu i prikladan za bootstrap visoku snagu

• UVLO za pozitivni i negativni pogonski napon vrata

• Detekcija desaturacije za zaštitu od kratkog spoja s unutarnjim vremenom zatamnjenja

• Izlaz greške kada se detektira UVLO ili DESAT

• 5V 10mA referenca za vanjski krug, npr. digitalni izolator

• TTL i CMOS kompatibilni ulaz

• SOIC-8 s izloženom podlogom za visokofrekventne i energetske primjene

• Nisko kašnjenje širenja 45 ns tipično s ugrađenim filtrom za uklanjanje kvarova

• Kvalificiran za AEC-Q100

2. Prijave

• Ugrađeni EV punjači

• EV/HEV pretvarači i stanice za punjenje

• AC/DC i DC/DC pretvarači

• Motorni pogon

3. Opis

IVCR1402Q je AEC-Q100 kvalificirani, 4A jednokanalni, pametni drajver velike brzine, sposoban za učinkovito i sigurno pokretanje SiC MOSFET-a i IGBT-a. Snažan pogon s negativnim prednaprezanjem poboljšava otpornost na buku protiv Millerovog efekta pri visokom dv/dt radu. Detekcija desaturacije pruža robusnu zaštitu od kratkog spoja i smanjuje rizik od oštećenja uređaja za napajanje i komponenti sustava. Umetnuto je fiksno vrijeme gašenja od 200 ns kako bi se spriječilo prerano aktiviranje prekostrujne zaštite zbog skoka rubne struje sklopke i buke. Fiksni pozitivni pogonski napon vrata UVLO i fiksna negativna prednapona UVLO zaštita osigurava zdrave radne napone vrata. Aktivni niski signal kvara upozorava sustav kada se dogodi UVLO ili prekomjerna struja. Malo kašnjenje širenja i neusklađenost s izloženom toplinskom podlogom omogućuje SiC MOSFET-ovima da se prebacuju na stotine kHz. Integrirano stvaranje negativnog napona i referentni izlaz od 5 V minimiziraju broj vanjskih komponenti. To je prvi industrijski SiC MOSFET i IGBT drajver koji uključuje generiranje negativnog napona, desaturaciju i UVLO u 8-pinskom paketu. Idealan je pokretač za kompaktan dizajn.

Informacije o uređaju

BROJ DIJELA

PAKET

PAKIRANJE

IVCR1402DPQR

SOIC-8 (EP)

Traka i kolut

4. Pin konfiguracija i funkcije

PIN

IME

I / O

OPIS

1

IN

I

Logički ulaz

2

5VREF

O

5V/10mA izlaz za vanjski krug

3

/GREŠKA

O

Izlaz greške otvorenog kolektora, spušten na nisku razinu kada se otkrije prekomjerna struja ili UVLO.

4

DESAT

I

Ulaz za detekciju desaturacije

5

VCC

P

Opskrba pozitivnom pristranošću

6

OUT

O

Izlaz drajvera vrata

7

GND

G

Vozač uzemljen

8

NEG

O

Izlaz negativnog napona

Izloženi jastučić

Donja izložena ploča često je povezana s GND-om na rasporedu.

5. Tehnički podaci

5.1 Apsolutne maksimalne ocjene

Iznad raspona temperature slobodnog zraka (osim ako nije drugačije navedeno) (1)

MIN MAKS

JEDINICA

VCC Ukupni napon napajanja (referenca na GND)

-0.3 35

V

VOUT Izlazni napon drajvera vrata

-0.3 VCC+0.3

V

IOUTH izlazna struja izvora drajvera (pri maksimalnoj širini impulsa 10us i radnom ciklusu od 0.2%)

6.6

A

IOUTL izlazna struja odvoda drajvera (pri maksimalnoj širini impulsa 10us i radnom ciklusu od 0.2%)

6.6

A

VIN IN napon signala

-5.0 20

V

I5VREF 5VREF izlazna struja

25

mA

VDESAT Napon na DESAT

-0.3 VCC+0.3

V

VNEG Napon na NEG pinu

IZLAZ-5.0 VCC+0.3

V

TJ Temperatura spoja

-40 150

° C

TSTG Temperatura skladištenja

-65 150

° C

(1) Rad izvan onih navedenih pod apsolutnim maksimalnim ocjenama može uzrokovati trajno oštećenje uređaja.

Izlaganje apsolutnim maksimalnim nazivnim uvjetima tijekom duljeg razdoblja može utjecati na pouzdanost uređaja.

5.2 ESD ocjena

Još malo brojeva

JEDINICA

V(ESD) Elektrostatičko pražnjenje

Model ljudskog tijela (HBM), prema AEC Q100-002

+/- 2000

V

Model s napunjenim uređajem (CDM), prema AEC Q100-011

+/- 500

5.3 Preporučeni radni uvjeti

MIN

MAX

JEDINICA

VCC Ukupni napon napajanja (referenca na GND)

15

25

V

VIN Gate ulazni napon

0

15

V

VDESAT Napon na DESAT

0

VCC

V

TAMB Temperatura okoline

-40

125

° C

5.4 Informacije o toplini

IVCR1402DPQR

JEDINICA

RθJA Spoj na okolinu

39

° C / Z

RθJB spoj na PCB

11

° C / Z

RθJP Jastučić za spajanje i izloženost

5.1

° C / Z

5.5 Električne specifikacije

Osim ako nije drugačije navedeno, VCC = 25 V, TA = –40°C do 125°C, 1-μF premosni kapacitet od VCC do GND, f = 100 kHz.

Struje su pozitivne u i negativne izvan navedenog priključka. Specifikacije tipičnih uvjeta su na 25°C.

6 Tipične karakteristike

7 Detaljan opis

IVCR1402Q drajver predstavlja InventChip-ov najsuvremeniji jednokanalni nisko-strani drajver velike brzine

razvoj tehnologije. Sadrži ugrađenu generaciju negativnog napona, zaštitu od desaturacije/kratkog spoja,

programabilni UVLO. Ovaj pokretač nudi najbolje karakteristike u klasi te je najkompaktniji i najpouzdaniji

SiC MOSFET kontrola pokretanja vrata. To je prvi pokretač u industriji opremljen svim potrebnim SiC MOSFET vratima

značajke vožnje u paketu SOIC-8.

Funkcijski blok dijagram

7.1 Ulaz

IN je neinvertirajući ulaz pokretačkog programa logičkih vrata. Igla ima slabo spuštanje. Ulaz je TTL i CMOS

kompatibilna logička razina s maksimalnom tolerancijom ulaza od 20 V.

7.2 izlaz

IVCR1402Q ima 4A totemski izlazni stupanj. Omogućuje visoku vršnu struju izvora kada je najveća

potrebno tijekom područja Millerovog platoa prijelaza uključivanja prekidača za napajanje. Rezultat snažne sposobnosti umivanja

vrlo niska pull-down impedancija u izlaznom stupnju pogonskog programa što poboljšava otpornost na parazitske Millerove

efekt uključivanja, posebno tamo gdje su Si MOSFET-ovi s niskim nabojem vrata ili novi SiC MOSFET-ovi sa širokim pojasnim razmakom

koristi.

7.3 Generiranje negativnog napona

Prilikom pokretanja, NEG izlaz se povlači na GND i osigurava stazu visoke struje za izvor struje za punjenje

vanjski kondenzator negativnog napona CN (tipično 1uF) kroz OUT pin. Kondenzator se može napuniti do gore

2.0V za manje od 10us. Prije napona kondenzatora, VCN, napunjen, /FAULT ostaje nizak/aktivan, bez obzira

IN-ova logička razina. Nakon što je negativna prednapona spremna, i NEG pin i /FAULT pin se oslobađaju i OUT počinje

prati ulazni signal IN. Ugrađeni regulator negativnog napona regulira negativni napon na -3.5 V za normalu

rad, bez obzira na PWM frekvenciju i radni ciklus. Pogonski signal vrata, NEG, zatim se prebacuje između

VCC-3.5V i -3.5V.

7.4 Zaštite ispod napona

Sve unutarnje i vanjske pristranosti vozača nadziru se kako bi se osiguralo zdravo radno stanje. VCC je

prati krug detekcije podnapona. Izlaz drajvera je isključen (povučen nisko) ili ostaje nizak ako je

napon je ispod postavljene granice. Imajte na umu da je VCC UVLO prag 3.5 V viši od napona vrata.

Također se prati negativni napon. Njegov UVLO ima fiksni negativni prag od 1.6 V. Negativni napon

kvar kondenzatora mogao bi rezultirati naponom kondenzatora ispod praga. UVLO zaštita će tada povući

MOSFET vrata na masu. /FAULT se povlači na nisku razinu kada se detektira UVLO.

7.5 Detekcija desaturacije

Kada dođe do kratkog spoja ili prekomjerne struje, odvod ili kolektor uređaja za napajanje (SiC MOSFET ili IGBT)

struja može porasti do tako visoke vrijednosti da uređaji izađu iz stanja zasićenja, a Vds/Vce od

uređaja će porasti na znatno visoku vrijednost. DESAT pin s kondenzatorom za gašenje Cblk, normalno pričvršćen na

Id x Rds_on, sada se može puno više puniti internim izvorom konstantne struje od 1 mA. Kada

napon dosegne tipični prag od 9.5 V, OUT i /FAULT su povučeni nisko. Umetnuto je prazno vrijeme od 200 ns

na OUT uzlaznom rubu kako bi se spriječilo prerano aktiviranje DESAT zaštitnog kruga zbog Coss pražnjenja.

Kako bi se minimalizirao gubitak unutarnjeg izvora konstantne struje, izvor struje se isključuje kada je glavni prekidač

je u isključenom stanju. Odabirom drugačijeg kapaciteta, može se povećati vrijeme odgode isključivanja (vanjsko vrijeme zatamnjenja).

programiran. Vrijeme zatamnjenja može se izračunati s,

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Na primjer, ako je Cblk 47pF, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Napomena Teblk već uključuje interno vrijeme zatamnjenja Tblk od 200 ns.

Za postavljanje ograničenja struje može se koristiti sljedeća jednadžba,

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

na otpor pri procijenjenoj temperaturi spoja, kao što je 175C.

Drugi sustav napajanja obično zahtijeva različito vrijeme isključivanja. Optimizirano vrijeme isključivanja može se maksimizirati

mogućnost kratkog spoja sustava dok se ograničava Vds i zvonjenje napona sabirnice.

7.6 Greška

/FAULT je izlaz otvorenog kolektora bez unutarnjeg otpora povlačenja. Kod desaturacije i pod naponima

otkriveni, /FAULT pin i OUT su povučeni nisko. Signal /FAULT ostat će na niskoj razini 10 us nakon toga

stanje kvara je uklonjeno. /FAULT je signal automatskog oporavka. Kontrolor sustava će morati odlučiti kako

za odgovor na signal /FAULT. Sljedeći dijagram prikazuje redoslijed signala.

7.7 NEG

Vanjski negativni prednaponski kondenzator brzo se puni kada NEG padne na nisku razinu. To se događa tijekom uključivanja

i razdoblje ponovnog pokretanja neposredno prije isteka niskog razdoblja 10us /FAULT nakon otkrivanja bilo kakve greške. Tijekom uključivanja

i period ponovnog pokretanja, mjeri se negativni prednapon kondenzatora VCN. Čim je napon izvan VN

UVLO prag, NEG postaje visoka impedancija i OUT preuzima kontrolu pogona vrata.

8 Primjene i implementacija

IVCR1402Q je idealan pokretački program za kompaktan dizajn. To je pokretač s donje strane. Međutim, s ugrađenim

generator negativnog napona, drajver se može koristiti kao drajver na visokoj strani bez korištenja izoliranog prednapona.

Umjesto toga može se koristiti jeftini bootstrap. Sljedeći dijagram strujnog kruga prikazuje tipični polumost

aplikacija vozača.

9 Izgled

Dobar raspored je ključni korak za postizanje željenih performansi kruga. Čvrsto tlo je prvo s kojim treba krenuti.

Preporuča se vezati izloženi jastučić za tlo vozača. Opće je pravilo koje kondenzatori imaju

viši prioritet od otpornika za raspored mjesta. Kondenzatori za odvajanje od 1uF i 0.1uF

treba biti blizu VCC pina i uzemljen na ravninu uzemljenja drajvera. Kondenzator negativnog napona treba

locirajte blizu OUT i NEG pinova. Blanking kondenzator bi također trebao biti blizu drivera. Mali filter

(s vremenskom konstantom od 10 ns) može biti potreban na ulazu IN ako tragovi ulaznog signala moraju proći

kroz neko bučno područje. Slijedi preporučeni izgled.

10 Podaci o pakiranju

SOIC-8 (EP) Dimenzije paketa