35V 4A SiC နှင့် IGBT 8-ပင် Driver နဲ့ Integrated Negative Bias

1. အသေးစိတ်အချက်အလက်များ

• အယ်လ်ဂျင်းဒရီဖလုတ်အရည်အချင်း: 4A sink နှင့် source peak drive current

• ဝိုင်း VCC အওตราပြင်ဆင်နိုင်သည့်အကျိုးအတို: 35V ထိ

• 3.5V အကူးလျှော့သော bias ပါဝင်သည်

• အောက်ဘက် side အတွက် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပြီး bootstrap high-side power အတွက် ကြိုက်စားသည်

• UVLO အတွက် positive နှင့် negative gate drive voltage

• Short circuit protection အတွက် desaturation detection ပါဝင်သည်၊ internal blanking time ရှိသည်

• UVLO သို့မဟုတ် DESAT တွေ့ရှိလျှင် fault output

• 5V 10mA reference for external circuit၊ e.g. digital isolator

• TTL နှင့် CMOS compatible input

• SOIC-8 အမှတ်ပဒေသဖြင့် အလိုက်အလာနှင့် အင်တုန်းဆိုင်ရာ အသုံးပြုချက်များအတွက်

• အနည်းဆုံး 45ns ပြောင်းလဲချိန် အထူးသဘောဖြင့် အတွင်းရှိ de-glitch フィルタ ပါဝင်သည်

• AEC-Q100 အသုံးပြုချက်စီမံချက်

၂. အသုံးပြုမှုများ

• EV ဘုတ်အပေါ် လျှပ်စစ်ခার့ဂျာများ

• EV/HEV အိုင်ဗာတာများနှင့် ချိုးဖောက်စတော့များ

• AC/DC နှင့် DC/DC ပြောင်းလဲသော ကိရိယာများ

• မိုတာ လှုပ်ရှားမှု

3. ဖော်ပြချက်

IVCR1402Q သည် AEC-Q100 အမှန်တကယ်ဖြစ်သည့်၊ 4A single-channel၊ high-speed smart driver ဖြစ်ပြီး SiC MOSFETs နှင့် IGBTs ကို လွယ်ကူစွာနှင့် ရှောင်ရန်တွင် သုံးစွဲနိုင်သည်။ Negative bias ဖြင့် strong drive သည် Miller effect ကို ကိုင်တွေ့ရှိသော high dv/dt operation တွင် noise immunity ကို ပိုမိုတိုးတက်စေသည်။ Desaturation detection သည် robust short circuit protection ကိုပေးပြီး power device နှင့် system component ကြောင့် ဆုံးဖြတ်မှုများကို လျော့ချသည်။ Overcurrent protection ကို switching edge current spike နှင့် noise မှ ရှိမှတ်ထားသော 200ns ကို fixed blanking time အဖြစ် ထည့်သွင်းထားသည်။ Fixed positive gate drive voltage UVLO နှင့် fixed negative bias UVLO protection သည် မှန်ကန်သော gate operation voltages ကို ချိုးဖော်စေသည်။ Active low fault signal သည် UVLO သို့မဟုတ် over current ဖြစ်ပါက system ကို သတိပေးသည်။ Exposed thermal pad နှင့် low propagation delay နှင့် mismatch သည် SiC MOSFETs ကို hundreds of kHz တွင် switch လုပ်ရန် အခွင့်ပေးသည်။ Integrated negative voltage generation နှင့် 5V reference output သည် external component count ကို လျော့ချသည်။ ဒါဟာ 8-pin package ထဲမှာ negative voltage generation၊ desaturation နှင့် UVLO ကို ပါဝင်သော ပထမဆုံး industrial SiC MOSFET နှင့် IGBT driver ဖြစ်ပါတယ်။ ဒါက compact design အတွက် ideal driver ဖြစ်ပါတယ်။

ပစ္စည်းအချက်အလက်

4. ပင်မှတ်သောက်ထုတ်မှုနှင့်လုပ်ဆောင်ချက်များ

5. ဖော်ထုတ်ချက်များ

5.1 Absolute Maximum Ratings

လွတ်လပ်သော လေအပူချိန်အကြောင်း (မဟုတ်ဆိုပါက ထိုအပြင် မှတ်ချက်မရှိ) (1)

(1) Absolute Maximum Ratings အောက်ပါ စာရင်းတွင် ပါဝင်သော အချိန်များထက် အလုပ်လုပ်ခြင်းမှ ကိရိယာ၏ ပြင်ပလောင်းကို ပျက်စီးစေနိုင်သည်။

Absolute maximum rated conditions အောက်တွင် အချိန်ကို ရှိနေခြင်းမှ ကိရိယာ၏ သဘောထားမှုကို သက်ရောက်နိုင်သည်။

5.2 ESD အမှတ်ချက်

5.3 အကြံပြုထားသော လုပ်ဆောင်ချက်အခြေအနေများ

5.4 အပူချိန်အကောင်အထည်

5.5 လျှော့ချမှုဖော်ပြချက်

မဟုတ်ဆိုရင် မှတ်ချက်မပြုပါ၊ VCC = 25 V, TA = –40°C မှ 125°C အထိ၊ VCC မှ GND သို့ 1-μF bypass capacitance၊ f = 100 kHz.

စီးပွားမှုများသည် ထိုသို့ဖြင့် အပေါ်နှင့် ထွက်လာသော အနာဂတ်များ၏ ထူးခြားသော terminal တွင် ရှိသည်။ Typical condition specifications သည် 25°C တွင်ဖြစ်သည်။

6 အများသော Characteristics

7 အသေးစိတ်ဖော်ပြချက်

IVCR1402Q driver သည် InventChip ၏ cutting-edge single channel low-side high-speed gate driver ဖြစ်သည်

သင်ခြင်းနည်းပညာဖွံ့ဖြိုးမှု။ အကျိုးအတွက် negative voltage ဖန်တီးရန် built-in ပါဝင်သည်၊ desaturation/short-circuit ကာကွယ်များလည်းပါဝင်သည်၊

programmable UVLO ရှိသည်။ ဒီ driver သည် အဆင့်အတန်းတွင် အကောင်းဆုံး characteristics များနှင့် အသေးစိတ်ဆုံး၊ သုံးစွဲရေးအတွက် အခြားထူးခြားဆုံး

SiC MOSFET gate driving control ကို ပေးသည်။ SOIC-8 package တွင် လိုအပ်သော SiC MOSFET gate

driving features အားလုံးဖြင့် ပေးဆောင်ရန် တီထွင်ထားသော ပထမဆုံး industry driver ဖြစ်သည်။

Function Block Diagram

7.1 Input

IN သည် non-inverting logic gate driver input ဖြစ်သည်။ ပင်မှာ weak pulldown ရှိသည်။ input သည် TTL နှင့် CMOS

compatible logic level ဖြစ်ပြီး maximum 20V input tolerance ရှိသည်။

7.2 Output

IVCR1402Q သည် 4A totem-pole output stage ပါဝင်သည်။ အများဆုံး source current ကို ပေးသည်

စွမ်းအင်ပြောင်း switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch switch ပြင်းထန်တဲ့ sink စွမ်းဆောင်ရည်က

မီလာရဲ့ ကပ်ပါးကောင်ကို ကာကွယ်နိုင်စွမ်း တိုးမြှင့်ပေးတဲ့ မောင်းသူထုတ်လွှင့်မှု အဆင့်မှာ အလွန်နိမ့်တဲ့ ဆွဲချမှု အတားအဆီး

အထူးသဖြင့် Low Gate Charge Si MOSFETs သို့မဟုတ် ပေါ်ပေါက်လာသော Wide Bandgap SiC MOSFETs များတွင်

သုံးတယ်။

7.3 အပျက်အားထုတ်လုပ်ခြင်း

စမတ်တက်ချိန်တွင် NEG output ကို GND သို့ဆွဲယူပြီး current source တစ်ခုအတွက် current source ကိုအားသွင်းရန်အတွက် current path ကိုမြင့်မားစွာပေးသည်။

ပြင်ပ အပျက်အားလျှပ်စစ် capacitor CN (ထုံးစံအတိုင်း 1uF) ကို OUT pin မှတစ်ဆင့်။ capacitor ကို အထက်သို့အားသွင်းနိုင်ပါတယ်

၁၀ဝဝ အောက်မှာ ၂.၀ ဗို့ပါ။ capacitor voltage, VCN ကိုမတိုင်မီ, အားသွင်း, / FAULT နိမ့်နေဆဲ / တက်ကြွ, မေ့လျော့

IN ရဲ့ ယုတ္တိအဆင့်ပါ။ Negative bias ကို ပြင်ဆင်ပြီးတဲ့နောက် NEG pin နဲ့ /FAULT pin နှစ်ခုစလုံး လွတ်သွားပြီး OUT က စပြီး

input signal IN ကို လိုက်နာပါ။ ဗဟိုပြု အပျက်သဘောအားလျှပ်စစ် ထိန်းချုပ်ရေးစနစ်က ပုံမှန်အတွက် အပျက်သဘောအားလျှပ်စစ်ကို -3.5V အထိ ထိန်းချုပ်ပေးပါတယ်။

PWM ကြိမ်နှုန်းနဲ့ အလုပ်ချိန်စက်ဝန်းကို မစဉ်းစားဘဲ အလုပ်လုပ်နေတာပါ။ ဂိတ်မောင်းနှင်မှု အချက်ပြမှု NEG က

VCC-3.5V နဲ့ -3.5V

7.4 ဗို့အားကာကွယ်မှုအောက်တွင်

ယာဉ်မောင်း၏ အတွင်းပိုင်းနှင့် ပြင်ပပိုင်း ဘက်လိုက်မှုအားလုံးကို ကျန်းမာသော လည်ပတ်မှု အခြေအနေတစ်ခုအတွက် စောင့်ကြည့်သည်။ VCC က

လျှပ်စစ်အားအောက်ကို သိရှိနိုင်မယ့် ပတ်လမ်းတစ်ခုနဲ့ စောင့်ကြည့်ထားတာပါ။ မောင်းသူရဲ့ထုတ်လုပ်မှု ပိတ်ထား (နိမ့်ဆွဲ) သို့မဟုတ် နိမ့်နေပါက

voltage က သတ်မှတ်ထားတဲ့ limit အောက်မှာပါ။ VCC UVLO နယ်နိမိတ်ဟာ ဂိတ် voltages တွေထက် 3.5V ပိုမြင့်တာကို သတိပြုပါ။

အပျက်အားကိုလည်း စောင့်ကြည့်တယ်။ ၎င်းရဲ့ UVLO မှာ ၁.၆ ဗို့အား အပျက်သဘော ဝင်ရိုးတစ်ခု ရှိတယ်။ အပျက်အား

capacitor အမှားက capacitor voltage ကို နယ်နိမိတ်အောက်ကို ရောက်စေနိုင်ပါတယ်။ UVLO ကာကွယ်မှုက ဆွဲထုတ်ပေးမယ်။

MOSFET ဂိတ်ကို မြေပြင်သို့ ချိတ်ဆက်ထားတယ်။ UVLO ကို တွေ့ရှိတဲ့အခါ /FAULT ကို နိမ့်ကျစေပါတယ်။

၇.၅ ဆားဓာတ်ချွတ်ခြင်း

Short circuit သို့မဟုတ် over current ဖြစ်ပေါ်လာတဲ့အခါ စွမ်းအင်ကိရိယာများ (SiC MOSFET သို့မဟုတ် IGBT) ကို စွန့်ပစ်ခြင်း သို့မဟုတ် ကော်လီကေးရှင်း

ဒီလျှပ်စစ်ဟာ ကိရိယာတွေ ပြည့်ဝမှု အခြေအနေကနေ ထွက်သွားနိုင်လောက်အောင် မြင့်မားတဲ့ တန်ဖိုးအထိ မြင့်တက်နိုင်ပြီး Vds/Vce က

ဒီကိရိယာတွေဟာ သိသိသာသာ မြင့်မားတဲ့ တန်ဖိုးကို မြင့်တက်လာမှာပါ။ ပုံမှန်အားဖြင့် Cblk အဖြူရောင်အခဲသတ္ကိရိယာနဲ့ DESAT pin ကို

Id x Rds_on ဟာ 1mA အတြင္းရွိ အျမဲတမ္း current source တစ္ခုကေန ပိုျမင့္မားတဲ့ အားထုတ္ႏိုင္ပါတယ္။

voltage က 9.5V ရဲ့ သာမန်အဆင့်ကို ရောက်သွားတဲ့အခါ OUT နဲ့ /FAULT နှစ်ခုစလုံးဟာ နိမ့်ကျသွားပါတယ်။ 200ns blank time ကို ထည့်သွင်းထားပါတယ်

OUT မြင့်တက်နေတဲ့ အနားမှာ Coss လျှပ်စစ်ထုတ်လွှတ်မှုကြောင့် DESAT ကာကွယ်ရေး ပတ်လမ်းကို အချိန်မမီ စပြီး မဖွင့်နိုင်အောင်ပါ။

အတွင်းပိုင်း အဆက်မပြတ် လျှပ်စစ်ရင်းမြစ် ဆုံးရှုံးမှုကို အနည်းဆုံးထိ လျှပ်စစ်ရင်းမြစ်ကို အဓိက switch ကို

ပြည်နယ်ကနေ ပိတ်ထားတယ်။ မတူညီတဲ့ capacitance ကိုရွေးခြင်းအားဖြင့် turn-off နှောင့်နှေးချိန် (ပြင်ပ blank time) ကိုသတ်မှတ်နိုင်ပါတယ်

ပရိုဂရမ်ချထားတာပါ။ အလွတ်ဖြစ်နေတဲ့ အချိန်ကို

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

ဥပမာအားဖြင့်၊ အگျောက် Cblk သည် 47pF ဖြစ်ပါက Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns ဖြစ်မည်။

Teblk သည် အတွင်းရှိ Tblk 200ns blanking time ကို ပြီးစီးထားသည်။

လျှော့ချရေးဆိုင်ရာ ချိန်အား သတ်မှတ်ရန်အတွက်၊ အောက်ပါ equation ကို သုံးနိုင်သည်။

Ilimit = (Vth – R1* IDESAT – VF_D1) / Rds_on

ဘယ်မှာ R1 သည် programming resistor ဖြစ်ပြီး၊ VF_D1 သည် high voltage diode forward voltage၊ Rds_on သည် SiC MOSFET turn

ချိန်ဆိုင်ရာ junction temperature တွင် on resistance ဖြစ်သည်၊ ဥပမာ 175C။

မတူညီသော power system တွင် မှန်သော turn-off time ကို လိုအပ်သည်။ အကောင်အထည်ဖော်ထားသော turn-off time သည် Vds နှင့် bus voltage ringing ကို သတ်မှတ်ထားသည့်အခါ system short circuit capability ကို အများဆုံးဖြင့် တိုးတက်စေနိုင်သည်။

system short circuit capability ကို အများဆုံးဖြင့် တိုးတက်စေနိုင်ပြီး Vds နှင့် bus voltage ringing ကို သတ်မှတ်နိုင်သည်။

7.6 Fault

FAULT သည် internal pull-up resistance မရှိသော open collector output ဖြစ်သည်။ desaturation နှင့် under voltages အခါ

တွေ့ရှိခြင်းများ၊ အခြားသော ကုဒ်လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် OUT တို့သည် နိမ့်ထားသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ပြဿနာဖြစ်ပွားသောအခါ ၁၀μs ပြီးသောအခါတွင် /FAULT လက္ခဏာသည် နိမ့်ထိန်းခဲ့သည်။

/FAULT သည် အောโตမေတာဝယ်ရေးလက္ခဏာဖြစ်သည်။ စနစ်ကိုင်တွဲသည် /FAULT လက္ခဏာကို ဘယ်လိုဖြစ်စေမည်ကို ဆုံးဖြတ်ရန်လိုအပ်သည်။

အောက်ပါဇယားမှာ လက္ခဏာအစဉ်အလာကို ပြသထားသည်။

7.7 NEG

NEG သည် နိမ့်လာသည့်အခါ ပြင်ပနေရာမှ အနှောင်းဘိုင်းကပ်စီးပွားကို အမြန်ပိုင်းတွင် ဖြည့်စွက်သည်။ အားလုံးကို ပံ့ပိုးသည့်အခါ နှင့် ပြန်လည်စတင်ခြင်းအတွင်း ၁၀μs /FAULT နိမ့်ပြီးသောအခါတွင် ဖြစ်ပွားသည်။

ပံ့ပိုးသည့်အခါနှင့် ပြန်လည်စတင်ခြင်းအတွင်း အနှောင်းဘိုင်းကပ်စီးပွား VCN ကို တိုးတက်တွေ့ရှိသည်။ အဲဒီလိုအပြင် ဒေသအောက်ပိုင်း VN ကို ကျော်လွှားသွားသောအခါ NEG သည် high-impedance ဖြစ်ပြီး OUT သည် ဂိတ်ကို ကိုင်တွယ်သွားသည်။

ပံ့ပိုးသည့်အခါနှင့် ပြန်လည်စတင်ခြင်းအတွင်း အနှောင်းဘိုင်းကပ်စီးပွား VCN ကို တိုးတက်တွေ့ရှိသည်။ အဲဒီလိုအပြင် ဒေသအောက်ပိုင်း VN ကို ကျော်လွှားသွားသောအခါ NEG သည် high-impedance ဖြစ်ပြီး OUT သည် ဂိတ်ကို ကိုင်တွယ်သွားသည်။

UVLO threshold ကို ကျော်လွှားသွားသောအခါ NEG သည် high-impedance ဖြစ်ပြီး OUT သည် ဂိတ်ကို ကိုင်တွယ်သွားသည်။

8 အသုံးပြုမှုများနှင့် အကျဉ်းချုပ်

IVCR1402Q သည် ပိုင်းယူမှုဒီဇိုင်းအတွက် အဆင်ပြေစေသည့် ဒရီဗာဖြစ်သည်။ ဒါဟာ low-side ဒရီဗာဖြစ်ပါတယ်။ ဒါပေမယ့် built-in ဖြစ်တဲ့အခါ

အပျက်အားထုတ်စက်၊ မောင်းနှင်သူကို သီးခြား ဘိုင်ယက်မသုံးပဲ အမြင့်ဘက် မောင်းနှင်သူအဖြစ် သုံးနိုင်ပါတယ်။

အဲဒီအစား စျေးပေါတဲ့ bootstrap ကို သုံးနိုင်ပါတယ်။ အောက်ပါ ပတ်လမ်းပုံတွင် သာမန် တံတားတစ်ဝက်ကို ပြထားသည်

ယာဉ်မောင်းလျှောက်လွှာ

၉ ပုံပြင်

ကောင်းမွန်တဲ့ စီမံကိန်းဟာ လိုချင်တဲ့ ပတ်လမ်း စွမ်းဆောင်ရည်ကို ရရှိဖို့ အဓိက ခြေလှမ်းပါ။ အစပိုင်းမှာ စိုက်ပျိုးဖို့ မြေကြီးက အစပိုင်းပါ။

ပြတ်သားနေတဲ့ pad ကို ယာဉ်မောင်းရဲ့ မြေပြင်နဲ့ ချည်ဖို့ အကြံပြုပါတယ်။ ဒါက condensator တွေမှာရှိတဲ့ ယေဘုယျ စည်းမျဉ်းတစ်ခုပါ။

နေရာချထားမှုအတွက် ခုခံမှုထက် ပိုမြင့်တဲ့ ဦးစားပေးမှုပါ။ 1uF နှင့် 0.1uF ကွဲပြားမှုအခဲသေတ္တာများ

VCC pin နဲ့ နီးပြီး ယာဉ်မောင်းရဲ့ မြေပြင်မျက်နှာပြင်နဲ့ မြေပြင်ကို ချိတ်ထားသင့်ပါတယ်။ အပျက်အားလျှပ်စစ် capacitor ကို

OUT နဲ့ NEG pin တွေအနီးမှာ နေရာချထားပါ။ အပူချိန်လျှော့ချရေး capacitor ဟာလည်း မောင်းသူနဲ့ နီးစပ်သင့်ပါတယ်။ သေးငယ်တဲ့ စစ်ဆေးရေးကိရိယာ

(with10ns time constant) ကို input signal traces ဖြတ်သန်းရန်ရှိပါက IN ၏ input တွင်လိုအပ်နိုင်သည်။

အသံများဖြင့် ပိတ်မိတ်သော ဒေသတစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသည်။ အောက်ပါအတိုင်း အကြံပြုချက် layout ဖြစ်သည်။

ရောပ်ထုတ်သော အချက်အလက် 10

SOIC-8 (EP) ရောပ်ထုတ် dimensions