35V 4A SiC és IGBT 8-szalagos vezérlő integrált negatív torzítással

Származási hely:	Zhejiang
Márkaneve:	Inventchip Technology
Modell száma:	IVCR1402DPQR
Tanúsítvány:	AEC-Q100 minősítés

1. Jellemzők

• Meghajtói áramerő: 4A elérhető és forrásos csúcsáram

• Széles VCC tartomány legfeljebb 35V-ig

• Integrált 3,5V negatív torló

• Aloldali tervezés, illesztett bootstrap felső oldali hatásra alkalmas

• UVLO pozitív és negatív kapukhoz tartozó vezetéknyomásra

• Félkitöltés észlelése rövidjárás védelmezéshez belső kikötési idővel

• Hibakimenet, ha UVLO vagy DESAT észlelhető

• 5V 10mA referencia külső körhöz, például digitális izolátorhoz

• TTL és CMOS kompatibilis bemenet

• SOIC-8 kitettselős talppadddal magas gyakorisági és teljesítmény alkalmazásokhoz

• Alacsony terjedési késleltetés 45ns tipikus belépített de-glitch szűrővel

• AEC-Q100 minősítés

2. Alkalmazások

• EV On Board Töltők

• EV/HEV inverterek és töltőállomások

• AC/DC és DC/DC konverterek

• Motorvezérlés

3. Leírás

Az IVCR1402Q egy AEC-Q100 minősítésű, 4A egycsatornás, nagysebességű okos hajtómű, amely képes hatékonyan és biztonságosan meghajtani a SiC MOSFET-eket és az IGBT-eket. Erős hajtás negatív torzítással javítja a zajellenállást a Miller-effektus ellen magas dv/dt működés közben. A túlfeszültség érzékelése szigorú rövidjárás-védelmet biztosít, és csökkenti a teljesítményeszközök és rendszerkomponensek károsodásának kockázatát. Rögzített 200ns-es blokkolási időt illesztünk be, hogy megakadályozzuk az áram túlerő védelmi reakció korai elindulását kapcsolási él áramspike-ok és zaj miatt. Rögzített pozitív kapcsolófeszültség UVLO és rögzített negatív torzítás UVLO védelem biztosítja a kapcsoló egészséges működési feszültségeket. Aktív alacsony hibajelző jele figyelmezteti a rendszert, ha UVLO vagy túlerő esemény bekövetkezik. Alacsony terjedési késleltetés és nemegyezés expozált hővezetéses paddal lehetővé teszi a SiC MOSFET-ek százasszal kHz-os gyors kapcsolását. Integrált negatív feszültség generálás és 5V referencia kimenettel minimalizáljuk a külső komponensek számát. Ez az első ipari SiC MOSFET és IGBT hajtó, amely tartalmaz negatív feszültség generálást, túlfeszültség érzékelést és UVLO-t nyolc lábas csomagolásban. Kiváló választás kompakt tervezéshez.

Eszközinformáció

PARTNUMBER

Csomagolás

Csomagolás

IVCR1402DPQR

SOIC-8 (EP)

Kötés és rögzítés

4. Pin konfiguráció és függvények

Tüske

Név

I/O

Leírás

1

BENT

Én...

Logikai bemenet

2

5VREF

O

5V/10mA kimenet külső körhöz

3

/FAULT

O

Nyitott kolektoros hibakimenet, alacsonyra vonódik, ha túlzóraszín vagy UVLO észlelhető.

4

DESAT

Én...

Deszatúrációnyi érzékelési bemenet

5

VCC

P

Pozitív torlóáram tápegység

6

Kijárat

O

Csapcsoló vezérlő kimenete

7

GND

G

Vezérlő talpont

8

NEG

O

Negatív feszültség kimenete

Felfedett talp

Az alul lévő felfedett talp gyakran a GND-hoz van kapcsolva a tervezés során.

5. Specifikációk

5.1 Abszolút maximum értékek

Szabad levegőben mérte hőmérsékleti tartományon belül (ha nem más megjegyzés van) (1)

Min max

Egység

VCC Teljes áramellátási feszültség (referencia a GND-hoz)

-0.3 35

V.

VOUT Kapucs vezérlő kimeneti feszültség

-0.3 VCC+0.3

V.

IOUTH Kapucs vezérlő kimeneti forrásáram (a maximális pulzus szélesség 10 µs és 0.2% működési arány esetén)

6.6

A

IOUTL Kapucs vezérlő kimeneti hullámáram (a maximális pulzus szélesség 10 µs és 0.2% működési arány esetén)

6.6

A

VIN BEJEGYZÉS bemeneti jele feszültség

-5.0 20

V.

I5VREF 5VREF kimeneti áram

25

mA

VDESAT Feszültség a DESAT-nál

-0.3 VCC+0.3

V.

VNEG feszültség a NEG pinen

OUT-5.0 VCC+0.3

V.

TJ csomóponti hőmérséklet

-40 150

°C

TSTG tárolási hőmérséklet

-65 150

°C

(1) Az Abszolút Maximális Értékek alatt felsoroltakon túli működés az eszközön állandó kártevő hatással lehet.

Hosszú ideig tartó abszolút maximális értékekkel való kapcsolat befolyásolhatja az eszköz megbízhatóságát.

5.2 ESD értékelés

Érték

Egység

V(ESD) elektrostatikus töltések

Emberi test modell (HBM), az AEC Q100-002 szerint

+/-2000

V.

Töltött eszköz modell (CDM), az AEC Q100-011 szerint

+/-500

5.3 Ajánlott működési feltételek

Min.

Max.

Egység

VCC Teljes áramellátási feszültség (referencia a GND-hoz)

15

25

V.

VIN Bemeneti feszültség

0

15

V.

VDESAT Feszültség a DESAT-nál

0

VCC

V.

TAMB Környezeti hőmérséklet

-40

125

°C

5.4 Hőmérsékleti adatok

IVCR1402DPQR

Egység

RθJA Kapcsolat-hőáramlási ellenállás

39

°C/W

RθJB Kapcsolat-falhőáramlási ellenállás

11

°C/W

RθJP Kapcsolat-felvillanyozott pad

5.1

°C/W

5.5 Elektromos Specifikációk

Ha nem más meg van adva, VCC = 25 V, TA = –40°C to 125°C, 1-μF áramkörbemeneti kapacitás a VCC és a GND között, f = 100 kHz.

Az áramok pozitívak a megadott csomópontba irányulva, és negatívak kifelé haladva. A tipikus feltételek specifikációi 25°C-nél érvényesek.

6 Tipikus Jellemzők

7 Részletes Leírás

Az IVCR1402Q vezető az InventChip legújabb egycsatornás alsó oldali magas-sebességű kapcsolóvezető technológiai fejlesztésének számít.

beépített negatív feszültség-generálást, túlfogyás/rövidzáródás védelmet, valamint programozható UVLO-t tartalmaz.

a vezető a legszebb osztálybeli jellemzőket kínálja és a legkompaktabb és megbízhatóbb SiC MOSFET kapcsolóvezetést biztosít.

Ez az első ipari vezető, amely minden szükséges SiC MOSFET kapcsolóvezetési funkciót tartalmazza.

sOIC-8 csomagban található vezetési funkciók.

Funkció blokk diagramja

7.1 Bevitel

IN egy nem fordító logikai kapcsos vezérlő bevitel. A tűnek gyenge a húzása. A bemeneti adat egy TTL és CMOS

kompatibilis logikai szint, maximális 20 V bemeneti tűrési értékkel.

7.2 Kitermelés

A IVCR1402Q-ben 4A totem-pólusú kimeneti szint található. A nagy csúcsforrás áramot adja, amikor a leginkább

a Miller-plató régióban a kapcsoló-kapcsoló-kapcsoló átmenet során szükséges. Az erős vízgyűjtő képesség

a motoros hajtáslánc-kibocsátási szakaszban nagyon alacsony húzóimpedancia, amely javítja a Miller-párászok elleni immunitást.

a szén-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid-dioxid

használt.

7.3 Negatív Feszültség Generálása

A induláskor a NEG kimenet GND-hoz van kapcsolva, és magas áramút biztosít egy áramerőforráshoz, hogy töltse fel a

külső negatív-feszültség-kapacitort CN (tipikusan 1uF) az OUT pinen keresztül. A kapacitor fel lehet tölteni feletti

2.0V-ot kevesebb mint 10us alatt. Mielőtt a kapacitor feszültsége, VCN, fel nem tölt, a /FAULT alacsony/aktív marad, figyelmen kívül hagyva

IN logikai szintjét. Amikor a negatív torlódás készen áll, mindkét NEG pin és /FAULT pin elengedve van, és az OUT kezd követni az IN bemeneti jelet. Beépített negatív feszültség szabályzó szabályozza a negatív feszültséget -3.5V-re normális

működéshez, függetlenül a PWM gyakoriságától és műsoráról. A kapu vezérlési jele, NEG, ezután váltja ki

vCC-3.5V és -3.5V között.

VCC-3.5V és -3.5V között.

7.4 Alacsony Feszültség Védelem

A vezető összes belső és külső torzítást figyelik, hogy biztosítsák a normál működést. A VCC-t

alulhúzott feszültség érzékelő áramkör figyeli. A vezető kimenete le van kapcsolva (hosszra húzva) vagy alacsony marad, ha

a feszültség alacsonyabb, mint a beállított határ. Tegyük fel, hogy a VCC UVLO küszöb 3,5V-rel magasabb a kapcsolófeszültségeknél.

A negatív feszültséget is figyelik. Az UVLO-nek rögzített 1,6V-es negatív irányú küszöbe van. A negatív feszültség

kapacitás hibája akkor következhet be, ha a kapacitás feszültsége alacsonyabb, mint a küszöb. Az UVLO védelem ekkor a

MOSFET kapcsolóját földre húzza. A /FAULT alacsonyra kerül, ha UVLO észlelhető.

7.5 Deszaturáció észlelése

Amikor rövidzáródás vagy túlzáram történik, a teljesítményeszköz (SiC MOSFET vagy IGBT) drain vagy kolektor

zaráma olyan magas értékre nőhet, hogy az eszközök kiszürkenek, és a Vds/Vce értéke jelentősen növekszik. A DESAT pin egy Cblk nevű fekélyezési kapacitással, amely általában rögzítve van

...

Az Id x Rds_on most már jelentősen magasabb töltést tud elérni egy belső 1mA állandó áramforrás miatt. Amikor a

feszültség eléri az általános 9.5V küszöböt, mindkét OUT és /FAULT alacsonyra kerül. Egy 200ns üres időtartamot szúrunk be

az OUT emelkedési élen, hogy megakadályozzuk a DESAT védőkör hibás elindulását a Coss feleresztése miatt.

Az belső állandó áramforrás veszteségeinek minimalizálása érdekében az áramforrás kikapcsolódik, amikor a fő kapcsoló

ki van kapcsolva. Különböző kapacitás kiválasztásával beállítható a kikapcsolási késleltetési idő (külső üres idő).

az üres időt a következő képlettel lehet kiszámítani,

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Például, ha a Cblk 47pF, akkor Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Megjegyzendő, hogy a Teblk már tartalmazza az belső Tblk 200ns üres időt.

Az áramerő korlátozás beállításához a következő egyenlet használható,

A VIS-t a következők szerint kell kezelni:

ahol R1 egy programozási ellenállás, VF_D1 a nagyfeszültségű diódák előrehajtása, Rds_on a SiC MOSFET fordulat

a becsült csatlakozási hőmérsékletnél, például 175C-nél mért ellenállás.

Egy másik energiarendszer általában más kikapcsolóidőre van szükség. A optimalizált leállási idő maximalizálhatja a

a rendszer rövidzárlat-képességét, miközben korlátozza a VDS-t és a buszfeszültség-csengést.

7.6 A hibák

a /FAULT nyílt kollektor kimeneti erő, belső húzóállás nélkül. A telítetlenítés és a feszültség alatt

a /FAULT és az OUT szögeket mindkettő alacsony szintre húzza. A / FAULT jel 10 másodpercig marad alacsony

a hiba eltávolítása. /FALT automatikus helyreállítási jel. A rendszervezérlőnek el kell döntenie, hogyan

a /FAULT jelzésre való válasz. Az alábbi ábra a jelszekvenciát mutatja.

7.7 NEG

Az külső negatív bias kondenzátor gyorsan feltöltődik, amikor a NEG alacsonyra megy. Ez a folyamat bekövetkezik a kapcsolódás során

és újraindítási időszakban pontosan 10 µs/FAULT alacsony időszak lejárta után bármilyen hiba észlelésekor. A kapcsolódás során

és újraindítási időszakban a negatív bias kondenzátor feszültsége (VCN) mérésre kerül. Amint a feszültség eléri a VN

UVLO küszöbértéket, a NEG magas-impedancia lesz és az OUT átveszi a kapcsolóvezérlést.

8 Alkalmazások és megvalósítás

Az IVCR1402Q tökéletes vezérlő egy kompakt tervezéshez. Aluloldali vezetékeszköz. Azonban beépített

negatív feszültség-generátorral a vezérlő felső oldali vezetékeszközként is használható, anélkül, hogy izolált bias szükséges lenne.

Ekkor helyette olcsó bootstrap használható. Az alábbi ábrán egy tipikus féligezős

vezérlési alkalmazás látható.

9 Elrendezés

Jó elrendezés egyik kulcslépése a kívánt áramkör-teljesítmény eléréséhez. A szilárd talppont az első, amivel kezdni kell.

Ajánlott a felfedett pálya összekötése a vezetékes talpponttal. Általános szabály, hogy a kondenzátoroknak

nagyobb prioritásuk van a helyezés során, mint a ellenállásoknak. Egy 1uF és egy 0.1uF dekuplációs kondenzátor

közel kell lennie a VCC pinhez és kapcsolódnia kell a vezetékes talpponthoz. A negatív feszültségű kondenzátor

közel kell lennie az OUT és NEG pinhez. A fehérzési kondenzátor is közel kell lennie a vezetékhez. Kicsi szűrő

(10ns időállandójú) lehet szükséges az IN bemenetén, ha a bemeneti jelesési nyomvonalakat át kell vinni

egy zavaros területen. Alább látható egy ajánlott elrendezés.

10 Csomagolási információk

SOIC-8 (EP) csomag méretei