Driver 35V 4A SiC e IGBT 8-Pin con Polarizzazione Negativa Integrata

1. Caratteristiche

• Capacità di corrente del driver: 4A corrente di guida massima sink e source

• Ampia gamma di VCC fino a 35V

• Polarizzazione negativa integrata di 3.5V

• Progettato per il lato basso e adatto per l'alimentazione bootstrap del lato alto

• Protezione UVLO per la tensione positiva e negativa della porta

• Rilevamento di desaturazione per la protezione da corto circuito con tempo di blanking interno

• Uscita di errore quando viene rilevato UVLO o DESAT

• Riferimento di 5V 10mA per circuiti esterni, ad esempio isolatore digitale

• Ingresso compatibile con TTL e CMOS

• SOIC-8 con pad esposto per applicazioni ad alta frequenza e potenza

• Basso ritardo di propagazione 45ns tipico con filtro de-glitch integrato

• Qualificato AEC-Q100

2. Applicazioni

• Caricabatterie On Board per VE

• Inverter e stazioni di ricarica per VE/VEH

• Convertitori AC/DC e DC/DC

• Azionamento motori

Descrizione

L'IVCR1402Q è un driver intelligente ad alta velocità qualificato AEC-Q100, con una singola via da 4A, in grado di pilotare efficacemente e in sicurezza MOSFET SiC e IGBT. Un forte impulso con polarizzazione negativa migliora l'immunità al rumore contro l'effetto Miller durante l'operazione ad alta dv/dt. La rilevazione di desaturazione fornisce una robusta protezione da corto circuito e riduce il rischio di danno ai dispositivi di potenza e ai componenti del sistema. Viene inserito un tempo di cancellazione fisso di 200ns per evitare che la protezione da corrente eccessiva venga attivata prematuramente a causa degli spike di corrente e del rumore generati durante i commutazioni. Una protezione UVLO fissa per la tensione positiva e per la polarizzazione negativa garantisce tensioni operative sane alla porta. Un segnale di errore attivo basso avvisa il sistema quando si verifica UVLO o una corrente eccessiva. Un basso ritardo di propagazione e una buona corrispondenza, insieme a un pad termico esposto, consentono ai MOSFET SiC di commutare a centinaia di kHz. La generazione integrata di tensione negativa e l'uscita di riferimento a 5V minimizza il numero di componenti esterni. È il primo driver industriale per MOSFET SiC e IGBT che include generazione di tensione negativa, rilevazione di desaturazione e protezione UVLO in un involucro da 8 pin. È un driver ideale per progetti compatti.

Informazioni sul dispositivo

4. Configurazione dei pin e funzioni

5. Specifiche

5.1 Valori massimi assoluti

Sul intervallo di temperatura in aria libera (salvo diversa indicazione) (1)

(1) L'operazione al di fuori di quelle elencate nelle classificazioni massime assolute può causare danni permanenti al dispositivo.

L'esposizione a condizioni classificate come massime assolute per periodi prolungati potrebbe influire sulla affidabilità del dispositivo.

5.2 Classificazione ESD

5.3 Condizioni di Funzionamento Consigliate

5.4 Informazioni Termiche

5.5 Specifiche Elettriche

A meno che non diversamente indicato, VCC = 25 V, TA = –40°C a 125°C, capacitanza di bypass da VCC a GND di 1 μF, f = 100 kHz.

Le correnti sono positive in entrata e negative in uscita dal terminale specificato. Le specifiche delle condizioni tipiche sono a 25°C.

6 Caratteristiche Tipiche

7 Descrizione Dettagliata

Il driver IVCR1402Q rappresenta l'ultima tecnologia di punta di InventChip per un driver di porta ad alta velocità a singolo canale basso-lato.

Incorpora una generazione di tensione negativa integrata, protezione contro il sovrascalamento/circuito corto,

UVLO programmabile. Questo driver offre le caratteristiche migliori della classe e la guida di porta MOSFET SiC più compatta e affidabile.

È il primo driver industriale dotato di tutte le funzionalità necessarie per la guida della porta del MOSFET SiC

caratteristiche di conduzione in un pacchetto SOIC-8.

Diagramma a Blocchi Funzionale

7.1 Ingresso

IN è un ingresso driver logico non invertente. Il pin ha un tiraggio debole verso il fondo. L'ingresso è compatibile con livelli logici TTL e CMOS con tolleranza massima di ingresso di 20V.

compatibile con i livelli logici TTL e CMOS, con una tolleranza massima di ingresso di 20V.

7.2 Uscita

IVCR1402Q presenta uno stadio di uscita totem-pole da 4A. Fornisce un elevato corrente di fonte durante la transizione di accensione della regione della pedana di Miller del dispositivo di potenza. Una forte capacità di sink risulta in

una bassa impedenza di pull-down nello stadio di uscita del driver che migliora l'immunità contro l'effetto di accensione parassitica di Miller, specialmente dove sono presenti MOSFET Si con bassa carica al gate o emergenti MOSFET SiC ad ampio divario.

un'impedenza di pull-down molto bassa nello stadio di uscita del driver, migliorando l'immunità agli effetti di accensione parassitica di Miller, specialmente quando vengono utilizzati MOSFET Si con bassa carica al gate o nuovi MOSFET SiC ad ampio divario.

utilizzati MOSFET Si con bassa carica al gate o nuovi MOSFET SiC ad ampio divario.

usato.

7.3 Generazione di Tensione Negativa

All'avvio, l'uscita NEG viene portata a MASSA e fornisce un percorso ad alta corrente per una fonte di corrente per caricare il

condensatore esterno di tensione negativa CN (tipicamente 1uF) attraverso il pin OUT. Il condensatore può essere caricato fino a oltre

2.0V in meno di 10us. Prima che la tensione del condensatore, VCN, sia caricata, /FAULT rimane bassa/attiva, ignorando

il livello logico di IN. Dopo che il bias negativo è pronto, vengono rilasciati sia il pin NEG che il pin /FAULT e OUT inizia a

seguire il segnale di ingresso IN. Un regolatore di tensione negativa incorporato regola la tensione negativa a -3.5V per la normale

operazione, indipendentemente dalla frequenza e dal ciclo di lavoro PWM. Il segnale di drive della porta, NEG, quindi commuta tra

VCC-3.5V e -3.5V.

7.4 Protezioni da Sottotensione

Tutti i pregiudizi interni ed esterni del conducente sono monitorati per garantire una condizione di funzionamento sana. Il VCC è

monitorato da un circuito di rilevamento di sotto tensione. L'uscita del driver viene spenta (tirata a bassa velocità) o rimane bassa se il

tensione inferiore al limite impostato. Si noti che la soglia UVLO VCC è superiore a 3,5 V rispetto alle tensioni di ingresso.

La tensione negativa è anche monitorata. Il suo UVLO ha una soglia di 1.6V fissa. Tensione negativa

un difetto del condensatore potrebbe far scendere la tensione del condensatore al di sotto della soglia. La protezione UVLO tirerà poi

Porta MOSFET a terra. Il /FAULT viene abbassato quando viene rilevato un UVLO.

7.5 Rilevazione della desaturazione

Quando si verifica un corto circuito o una corrente in eccesso, il dispositivo di alimentazione (SiC MOSFET o IGBT) scarica o raccoglie

La corrente può aumentare a un valore così elevato che i dispositivi escono dallo stato di saturazione e Vds/Vce del

I dispositivi aumenteranno di valore in modo sostanziale. Pin DESAT con condensatore di blocco Cblk, normalmente fissato a

Id x Rds_on, ora è in grado di caricare molto di più grazie a una fonte costante di corrente interna da 1mA. Quando il

tensione raggiunge la soglia tipica di 9,5V, OUT e \/FAULT vengono entrambi portati a basso. Un tempo di cancellazione di 200ns viene inserito

al fronte crescente di OUT per evitare che il circuito di protezione DESAT venga attivato prematuramente a causa della scarica di Coss.

Per minimizzare la perdita della fonte costante di corrente interna, la fonte di corrente viene disattivata quando l'interruttore principale

è nello stato spento. Selezionando una capacità diversa, il tempo di ritardo di spegnimento (tempo di cancellazione esterno) può essere

programmato. Il tempo di cancellazione può essere calcolato con,

Teblk = Cblk ∙Vth\/ IDESAT

Per esempio, se Cblk è 47pF, Teblk = 47pF ∙9,5V\/ 1mA = 446ns.

Notare che Teblk include già il tempo di cancellazione interno Tblk di 200ns.

Per l'impostazione del limite di corrente, può essere utilizzata la seguente equazione,

Illimit = (Vth R1* IDESAT VF_D1)/ Rds_on

dove R1 è una resistenza di programmazione, VF_D1 è la tensione di avanti del diodo ad alta tensione, Rds_on è il giro del SiC MOSFET

sulla resistenza a temperatura di giunzione stimata, ad esempio 175 °C.

Un sistema di alimentazione diverso richiede di solito un tempo di spegnimento diverso. Un tempo di spegnimento ottimizzato può massimizzare

la capacità di cortocircuito del sistema limitando al contempo la registrazione di Vds e di bus voltage.

7.6 In colpa

/FAULT è un'uscita aperta del collettore senza resistenza interna di trazione. Quando la desaturazione e sotto tensioni

sono rilevati, il pin / FAULT e OUT sono entrambi tirati a bassa. Il segnale / FAULT rimarrà basso per 10 anni dopo

la condizione di guasto è stata rimossa. /FAULT è un segnale di recupero automatico. Il controllore di sistema dovrà decidere come

per rispondere al segnale /FAULT. Il seguente diagramma mostra la sequenza del segnale.

7.7 NEG

Il condensatore di polarizzazione negativa esterno viene velocemente caricato quando NEG scende a livello basso. Accade durante l'accensione

e il periodo di riavvio proprio prima che scada il periodo di 10us /FAULT basso dopo la rilevazione di qualsiasi guasto. Durante l'accensione

e il periodo di riavvio, viene misurata la tensione del condensatore di polarizzazione negativa VCN. Non appena la tensione supera la soglia VN

UVLO, NEG diventa ad alta impedenza e OUT prende il controllo della guida del gate.

8 Applicazioni e Implementazione

IVCR1402Q è un driver ideale per un progetto compatto. È un driver low-side. Tuttavia, con un generatore di tensione negativa incorporato,

il driver può essere utilizzato come driver high-side senza l'uso di una polarizzazione isolata.

Allora può essere utilizzato un bootstrap a basso costo. Il seguente diagramma circuitale mostra un'applicazione tipica di un driver a ponte semplificata.

driver applicazione.

9 Disposizione

Una buona disposizione è un passo fondamentale per ottenere le prestazioni desiderate del circuito. La terra solida è il primo punto di partenza.

Si consiglia di connettere il pad esposto alla terra del driver. È una regola generale che i condensatori hanno

una priorità maggiore rispetto alle resistenze nell'ordinamento posizionale. Un condensatore da 1uF e uno da 0.1uF

dovrebbero essere vicini al pin VCC e collegati alla terra del piano del driver. Il condensatore a tensione negativa dovrebbe

essere posizionato vicino ai pin OUT e NEG. Il condensatore di blanking deve essere vicino al driver. Un piccolo filtro

(con costante temporale di 10ns) potrebbe essere necessario all'ingresso di IN se i tracciati del segnale d'ingresso devono attraversare

aree rumorose. Di seguito è riportata una disposizione consigliata.

10 Informazioni sull'imballaggio

Dimensioni del pacchetto SOIC-8 (EP)