Származási hely: | Zhejiang |
Márkanév: | Inventchip technológia |
Modell száma: | IVCR1402DPQR |
Tanúsítvány: | AEC-Q100 minősítéssel |
1. Jellemzők
• A meghajtó áramkapacitása: 4A nyelő és a forrás csúcsáram
• Széles VCC tartomány 35V-ig
• Integrált 3.5 V negatív előfeszítés
• Alacsony oldalra tervezve, és alkalmas nagy oldali teljesítményre
• UVLO pozitív és negatív kapuhajtási feszültséghez
• Telítettségérzékelés a rövidzárlat elleni védelem érdekében belső kikapcsolási idővel
• Hibakimenet UVLO vagy DESAT észlelésekor
• 5V 10mA referencia külső áramkörhöz, pl. digitális leválasztóhoz
• TTL és CMOS kompatibilis bemenet
• SOIC-8 fedetlen paddal nagyfrekvenciás és nagyteljesítményű alkalmazásokhoz
• Alacsony terjedési késleltetés, 45n, jellemzően beépített hibaelhárítási szűrővel
• AEC-Q100 minősítésű
2. Alkalmazások
• EV fedélzeti töltők
• EV/HEV inverterek és töltőállomások
• AC/DC és DC/DC átalakítók
• Motoros hajtás
3. Leírás
Az IVCR1402Q egy AEC-Q100 minősítésű, 4A egycsatornás, nagy sebességű intelligens meghajtó, amely képes hatékonyan és biztonságosan vezetni SiC MOSFET-eket és IGBT-ket. Az erős hajtás negatív előfeszítéssel javítja a zajállóságot a Miller-effektussal szemben magas dv/dt üzemmódban. A telítettségérzékelés robusztus rövidzárlat elleni védelmet biztosít, és csökkenti a tápegység és a rendszerelemek károsodásának kockázatát. Rögzített 200 ns-os kikapcsolási idő van beépítve, hogy megakadályozza a túláramvédelem idő előtti kioldását az éláram-csúcs és a zaj miatt. A fix pozitív kapuhajtási feszültség UVLO és a rögzített negatív előfeszítés UVLO védelem biztosítja az egészséges kapuműködési feszültséget. Egy aktív alacsony hibajelzés figyelmezteti a rendszert, ha UVLO vagy túláram történik. Az alacsony terjedési késleltetés és a fedetlen hőpárnával való eltérés lehetővé teszi, hogy a SiC MOSFET-ek több száz kHz-en váltsanak. Az integrált negatív feszültséggenerálás és az 5 V referencia kimenet minimalizálja a külső alkatrészek számát. Ez az első ipari SiC MOSFET és IGBT meghajtó, amely negatív feszültség generálást, deszaturációt és UVLO-t tartalmaz egy 8 tűs csomagban. Ideális meghajtó a kompakt kialakításhoz.
Eszközinformáció
CIKKSZÁM | CSOMAG | CSOMAGOLÁS | ||||||||||||||||||
IVCR1402DPQR | SOIC-8 (EP) | Szalag és orsó |
4. Pin konfiguráció és funkciók
PIN | NÉV | I / O | LEÍRÁS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 | IN | I | Logikai bemenet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | 5VREF | O | 5V/10mA kimenet külső áramkörhöz | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | /HIBA | O | Nyitott kollektorhiba kimenet, alacsony szintre húzva, ha túláram vagy UVLO észlelhető. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | DESAT | I | Telítettség-érzékelő bemenet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 | VCC | P | Pozitív torzítási kínálat | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 | OUT | O | Kapu meghajtó kimenet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 | GND | G | Vezető föld | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 | NEG | O | Negatív feszültség kimenet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Látható betét | Az alul látható betét gyakran a GND-hez van kötve az elrendezésben. |
5. Műszaki adatok
5.1 Abszolút maximális besorolások
A szabad levegő hőmérsékleti tartományán túl (hacsak nincs másképp jelezve) (1)
MINIMUM MAXIMUM | EGYSÉG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VCC Teljes tápfeszültség (hivatkozás a GND-re) | -0.3 35 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VOUT Gate meghajtó kimeneti feszültsége | -0.3 VCC+0.3 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IOUTH Gate meghajtó kimeneti áramforrás (maximális impulzusszélesség 10 us és 0.2%-os munkaciklus) | 6.6 | A | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IOUTL Gate meghajtó kimeneti nyelőáram (maximális impulzusszélesség 10us és 0.2%-os munkaciklus) | 6.6 | A | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VIN IN jelfeszültség | -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 tűn | OUT-5.0 VCC+0.3 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TJ Csatlakozási hőmérséklet | -40 150 | ° C | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TSTG Tárolási hőmérséklet | -65 150 | ° C |
(1) Az Abszolút maximális besorolások alatt felsoroltakon túli üzemeltetés az eszköz maradandó károsodását okozhatja.
Az abszolút maximális névleges feltételeknek való huzamosabb ideig tartó expozíció befolyásolhatja a készülék megbízhatóságát.
5.2 ESD minősítés
Érték | EGYSÉG | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V(ESD) Elektrosztatikus kisülés | Emberi testmodell (HBM), az AEC Q100-002 szerint | +/- 2000 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Töltött eszközmodell (CDM), AEC Q100-011 szerint | +/- 500 |
5.3 Javasolt működési feltételek
MIN | MAX | EGYSÉG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VCC Teljes tápfeszültség (hivatkozás a GND-re) | 15 | 25 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VIN kapu bemeneti feszültség | 0 | 15 | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VDESAT Feszültség a DESAT-nál | 0 | VCC | V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TAMB Környezeti hőmérséklet | -40 | 125 | ° C |
5.4 Hőinformáció
IVCR1402DPQR | EGYSÉG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RθJA Junction-to-Ambient | 39 | ° C / W | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RθJB csatlakozás a PCB-hez | 11 | ° C / W | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RθJP Junction-exponed pad | 5.1 | ° C / W |
5.5 Elektromos előírások
Ha nincs másképp jelezve, VCC = 25 V, TA = –40°C és 125°C között, 1-μF megkerülési kapacitás a VCC-től a GND-ig, f = 100 kHz.
Az áramok pozitívak a megadott terminálon és negatívak. A jellemző feltételek 25°C.
6 Tipikus jellemzők
7 Részletes leírás
Az IVCR1402Q meghajtó az InventChip legmodernebb egycsatornás, alacsony oldali nagysebességű kapumeghajtóját képviseli
technologiai fejlodes. Beépített negatív feszültséggenerálás, deszaturáció/rövidzár védelem,
programozható UVLO. Ez a meghajtó a kategória legjobb jellemzőit, valamint a legkompaktabb és legmegbízhatóbbat kínálja
SiC MOSFET kapu vezérlés. Ez az első iparági meghajtó, amely minden szükséges SiC MOSFET kapuval rendelkezik
vezetési funkciók SOIC-8 csomagban.
Funkcióblokk diagram
7.1 Bemenet
Az IN egy nem invertáló logikai kapu illesztőprogram bemenet. A tűnek gyenge lehúzása van. A bemenet egy TTL és CMOS
kompatibilis logikai szint maximum 20V bemeneti tűréssel.
7.2 kimenet
Az IVCR1402Q 4A-es totempólus kimeneti fokozattal rendelkezik. Akkor ad le nagy csúcsáramot, amikor az a legnagyobb
szükséges a tápkapcsoló bekapcsolási átmenet Miller-fennsík régiójában. Erős mosogatóképesség eredményez
nagyon alacsony lehúzási impedancia a meghajtó kimeneti fokozatában, amely javítja a parazita Miller elleni immunitást
bekapcsolási effektus, különösen ott, ahol alacsony kaputöltésű Si MOSFET-ek vagy kialakulóban lévő szélessávú SiC MOSFET-ek
használt.
7.3 Negatív feszültség előállítása
Indításkor a NEG kimenet a GND-re húzódik, és nagy áramutat biztosít az áramforrás számára a töltéshez
külső negatív feszültségű CN kondenzátor (1uF tipikus) az OUT tűn keresztül. A kondenzátor a fentiekre tölthető
2.0 V kevesebb, mint 10 us alatt. Mielőtt a kondenzátor feszültsége, VCN, feltöltődött, /FAULT alacsony/aktív marad, figyelmen kívül hagyva
IN logikai szintje. Miután a negatív előfeszítés készen áll, mind a NEG, mind a /FAULT tű felszabadul, és az OUT elindul
kövesse az IN bemeneti jelet. A beépített negatív feszültségszabályozó a negatív feszültséget normál esetben -3.5 V-ra szabályozza
működés, függetlenül a PWM frekvenciától és a munkaciklustól. A kapuhajtás jele, NEG, ekkor vált
VCC-3.5V és -3.5V.
7.4 Feszültségvédelem alatt
A meghajtó minden belső és külső torzítását felügyelik az egészséges működés biztosítása érdekében. A VCC az
feszültség alatti érzékelő áramkör figyeli. Az illesztőprogram kimenete leáll (lehúzva), vagy alacsonyan marad, ha a
a feszültség a beállított határérték alatt van. Vegye figyelembe, hogy a VCC UVLO küszöbértéke 3.5 V-tal magasabb, mint a kapufeszültség.
A negatív feszültséget is figyelik. Az UVLO-ja fix 1.6 V-os negatív irányú küszöbértékkel rendelkezik. Negatív feszültség
a kondenzátor meghibásodása azt eredményezheti, hogy a kondenzátor feszültsége a küszöbérték alatt marad. Ekkor az UVLO védelem meghúzódik
MOSFET kapuja a földhöz. A /FAULT alacsonyra húzódik, ha UVLO-t észlel.
7.5 Deszaturáció észlelése
Rövidzárlat vagy túláram esetén a tápegység (SiC MOSFET vagy IGBT) leeresztője vagy kollektora
Az áramerősség olyan magas értékre nőhet, hogy az eszközök kilépnek a telítettségi állapotból, és a Vds/Vce a
eszközök lényegesen magas értékre emelkednek. DESAT tű Cblk kioltó kondenzátorral, normál esetben rögzítve
Id x Rds_on, most sokkal magasabban tud tölteni egy belső 1 mA-es állandó áramforrással. Amikor az
A feszültség eléri a tipikus 9.5 V-os küszöböt, az OUT és a /FAULT egyaránt alacsonyra van húzva. 200 ns üres idő kerül beillesztésre
OUT felfutó élnél, hogy megakadályozza a DESAT védelmi áramkör idő előtti kioldását a Coss kisülés miatt.
A belső állandó áramforrás veszteségének minimalizálása érdekében az áramforrást a főkapcsolóval kikapcsolják
kikapcsolt állapotban van. Eltérő kapacitás kiválasztásával a kikapcsolási késleltetési idő (külső kikapcsolási idő) lehetséges
programozott. Az üresedési idő a következővel számítható ki:
Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT
Például, ha Cblk 47pF, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.
Megjegyzés A Teblk már tartalmazza a belső Tblk 200ns kiürítési időt.
Az áramkorlát beállításához a következő egyenlet használható,
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
ellenállásra a becsült csomóponti hőmérsékleten, például 175 C-on.
Egy másik energiarendszer általában eltérő kikapcsolási időt igényel. Az optimalizált kikapcsolási idő maximalizálhatja
a rendszer rövidzárlati képessége, miközben korlátozza a Vds-t és a buszfeszültség csengését.
7.6 Hiba
A /FAULT nyitott kollektoros kimenet, belső felhúzási ellenállás nélkül. Telítetlenség esetén és feszültség alatt
A rendszer észleli, a /FAULT pin és az OUT egyaránt alacsonyra húzódik. A /FAULT jel alacsony szinten marad 10 us után
a hibaállapot megszűnik. A /FAULT egy automatikus helyreállítási jel. A rendszervezérlőnek kell eldöntenie, hogyan
reagálni a /FAULT jelre. A következő diagram a jelsorozatot mutatja.
7.7 NEG
A külső negatív előfeszítő kondenzátor gyorsan feltöltődik, amikor a NEG lecsökken. Bekapcsoláskor történik
és az újraindítási időszak közvetlenül a 10us / FAULT low periódus előtt lejár bármilyen hiba észlelése után. Bekapcsolás közben
és újraindítási periódus, a VCN negatív előfeszítő kondenzátor feszültséget mérjük. Amint a feszültség meghaladja a VN-t
UVLO küszöbérték, a NEG nagy impedanciájú lesz, és az OUT veszi át a kapuhajtás vezérlését.
8 Alkalmazások és megvalósítás
Az IVCR1402Q ideális meghajtó a kompakt kialakításhoz. Ez egy alacsony oldali vezető. Azonban egy beépített
negatív feszültséggenerátor esetén a meghajtó felső oldali meghajtóként használható izolált előfeszítés nélkül.
Ezután egy olcsó bootstrap használható helyette. Az alábbi kapcsolási rajz egy tipikus félhidat mutat be
illesztőprogram alkalmazás.
9 Elrendezés
A jó elrendezés kulcsfontosságú lépés a kívánt áramköri teljesítmény eléréséhez. A szilárd talaj az első, amivel kezdeni kell.
Javasoljuk, hogy a szabadon lévő párnát a vezető talajához kösse. Ez egy általános szabály, amely a kondenzátorokra vonatkozik
magasabb prioritású, mint az ellenállásoké a helymeghatározáshoz. Egy 1uF és egy 0.1uF leválasztó kondenzátor
közel kell lennie a VCC érintkezőhöz, és földelni kell a meghajtó alaplapjához. Negatív feszültségű kondenzátornak kell lennie
keresse meg az OUT és NEG érintkezők közelében. Az üres kondenzátornak is közel kell lennie a meghajtóhoz. Egy kis szűrő
(10ns időállandóval) szükséges lehet az IN bemenetén, ha a bemeneti jel nyomvonalainak át kell menniük
valamilyen zajos területen keresztül. A következő egy ajánlott elrendezés.
10 Csomagolási információk
SOIC-8 (EP) csomag méretei