35V 4A SiC și IGBT cu 8 pinuri cu polarizare negativă integrată

1. Caracteristici

• Capacitatea de curent al driver-ului: 4A sink și sursă de curent de pic pe drive

• Spanzurător VCC larg până la 35V

• Polarizare negativă integrată de 3.5V

• Proiectat pentru partea inferioară și potrivit pentru alimentarea înaltă prin bootstrap

• Detectare UVLO pentru tensiunea de comandă pozitivă și negativă

• Detectare a dezaturii pentru protecția împotriva scurt-circuitului cu timp mort intern

• Ieșire de fault când este detectată UVLO sau DESAT

• Referință de 5V 10mA pentru circuite externe, de exemplu, izolator digital

• Intrare compatibilă cu TTL și CMOS

• SOIC-8 cu pad expus pentru aplicații la înaltea frecvențe și putere

• Mică întârziere de propagare, 45ns tipică cu filtru de eliminare a glitche-urilor integrat

• Calificat AEC-Q100

2. Aplicații

• Sistemuri de incarcare pe placă pentru EV

• Inversoare EV/HEV și stații de incarcare

• Convertor AC/DC și DC/DC

• Conducere motor

Descriere

IVCR1402Q este un dispozitiv calificat AEC-Q100, cu o singură canal de 4A, un driver inteligent de înaltă viteză, capabil să conducă eficient și în siguranță tranzistoarele SiC MOSFET și IGBT. O conducere puternică cu un polarizare negativă îmbunătățește imunitatea la zgomot față de efectul Miller la operațiuni cu ridicata dv/dt. Detectarea dezaturării oferă o protecție robustă împotriva circuitelor scurte și reduce riscul de avarie a dispozitivelor de putere și a componentelor sistemului. Un timp de blocare fix de 200ns este inserat pentru a preveni declanșarea prematură a protecției împotriva curentului excesiv cauzată de spike-uri și zgomote ale curentului la marginile de comutare. Protecția UVLO cu tensiune pozitivă fixă de conducere a gate-ului și protecția UVLO cu polarizare negativă fixă asigură tensiuni sanatoase de funcționare a gate-ului. Un semnal de defect activ la nivel scăzut avertizează sistemul când apare UVLO sau un curent excesiv. O întârziere mică de propagare și o nedespărțire cu o placă termică expusă permite tranzistoarelor SiC MOSFET să comuteze la sute de kHz. Generarea integrată a tensiunii negative și ieșirea de referință de 5V minimizează numărul componentelor externe. Este primul driver industrial pentru tranzistoare SiC MOSFET și IGBT care include generarea tensiunii negative, detectarea dezaturării și protecția UVLO într-un ambalaj de 8 pinuri. Este un driver ideal pentru un design compact.

Informații despre dispozitiv

4. Configurare a pin-urilor și funcții

5. Specificații

5.1 Rating-uri Maxime Absolute

Peste intervalul de temperaturi în aer liber (dacă nu este specificat altfel) (1)

(1) Funcționarea în delimitările enumerate sub Notificări de Rating Maxim Absolut poate provoca daune permanente dispozitivului.

Expozita la condiții rate evaluate ca maxim absolut pentru o perioadă prelungită poate afecta fiabilitatea dispozitivului.

5.2 Evaluare ESD

5.3 Condiții de Funcționare Recomandate

5.4 Informații Terice

5.5 Specificații Electrice

Dacă nu se specifică altfel, VCC = 25 V, TA = –40°C până la 125°C, capacitance de bypass de 1 μF între VCC și GND, f = 100 kHz.

Curenții sunt pozitivi într-o terminală specificată și negativi din această terminală. Specificațiile condițiilor tipicale sunt la 25°C.

6 Caracteristici Tipicale

7 Descriere Detaliată

IVCR1402Q driver reprezintă tehnologia de ultimă generație a InventChip pentru conducerea rapidă pe o singură canală de tip low-side.

Include generare internă a tensiunii negative, protecție împotriva despășirii/curt-circuitului și

UVLO programabil. Acest driver oferă caracteristici de top în clasă și cel mai compact și fiabil design.

Controlul de conducere al porţii SiC MOSFET. Este primul driver din industrie echipat cu toate porţile necesare SiC MOSFET

caracteristicile de conducere într-un pachet SOIC-8.

Diagrama de blocuri de funcții

7.1 Intrări

IN este o intrare a unui driver de poartă logică non-invertibilă. Pinul are o tragere slabă. Intrarea este un TTL și CMOS

nivel logic compatibil cu toleranță maximă de intrare de 20 V.

7.2 Producția

IVCR1402Q are un etaj de ieșire totem-pole 4A. Acesta furnizează curent de sursă de vârf mare atunci când este cel mai

necesare în regiunea platoului Miller a tranziției de pornire a comutatorului de alimentare. Capacitatea puternică a chiuvetei duce la

o impedanță de tracțiune foarte scăzută în etapa de ieșire a conducătorului care îmbunătățește imunitatea împotriva parazitului Miller

efect de pornire, în special atunci când MOSFET-urile Si cu sarcină de poartă scăzută sau MOSFET-urile SiC cu bandă largă în curs de dezvoltare sunt

utilizate.

7.3 Generarea tensiunii negative

La pornire, NEG ieșire este tras la GND și oferă o cale de curent ridicat pentru o sursă de curent pentru a încărca

capacitor extern de tensiune negativă CN (1 uF tipic) prin pinul OUT. Condensatorul poate fi încărcat la peste

2,0V în mai puţin de 10 minute. Înainte de tensiunea condensator, VCN, încărcat, / FAULT rămâne scăzut / activ, indiferent

Nivelul logic al IN. După ce prejudecata negativă este gata, atât NEG pin și / FAULT pin sunt eliberate și OUT începe să

să urmeze semnalul de intrare IN. Un regulator de tensiune negativă încorporat reglează tensiunea negativă la -3.5V pentru normal

funcționarea, indiferent de frecvența PWM și de ciclul de funcționare. Semnalul de pornire a porţii, NEG, apoi comute între

VCC 3,5 V şi - 3,5 V.

7.4 Protecţia sub tensiune

Toate prejudecățile interne și externe ale conducătorului auto sunt monitorizate pentru a se asigura o stare de funcționare sănătoasă. VCC este

monitorizate printr-un circuit de detectare a subtensiunii. În cazul în care se utilizează un sistem de control al vitezei, se va efectua o încercare de eliminare a vitezei de ieșire a motorului.

tensiunea este sub limita stabilită. Se remarcă faptul că pragul UVLO VCC este de 3,5 V mai mare decât tensiunile de poartă.

De asemenea, tensiunea negativă este monitorizată. UVLO-ul are un prag fix de 1.6V negativ. Voltaj negativ

Defectul capacitorului ar putea duce la tensiunea capacitorului sub prag. Protecţia UVLO va trage apoi

Poarta MOSFET este la sol. Dacă se detectează o radiație UVLO, /FAULT este redusă.

7.5 Detecția desaturației

Când se produce scurtcircuit sau de curent excesiv, dispozitivul de alimentare (SiC MOSFET sau IGBT) scurg sau colector

Curentul poate creşte la o valoare atât de mare încât dispozitivele să iasă din starea de saturare, iar Vds/Vce a curentului de

dispozitivele vor ajunge la o valoare substancială ridicată. Pinul DESAT cu un capacitor de masca Cblk, normal uzual blocat la

Id x Rds_on, acum poate fi alimentat mult mai sus de către o sursă internă de curent constant de 1mA. Când tensiunea

ajunge la prag tipic de 9,5V, atât OUT cât și \/FAULT sunt ambele trase la nivel scăzut. Un timp de masca de 200ns este inserat

la marginea ascendentă a lui OUT pentru a preveni declanșarea circuitului de protecție DESAT prematur din cauza descărcării lui Coss.

Pentru a minimiza pierderea sursei interne de curent constant, sursa de curent este închisă atunci când interruptorul principal

este în stare de oprire. Prin selectarea unei capacități diferite, timpul de întârziere la oprire (timpul extern de masca) poate fi

programat. Timpul de masca se poate calcula cu formula,

Teblk = Cblk ∙Vth\/ IDESAT

De exemplu, dacă Cblk este 47pF, Teblk = 47pF ∙9,5V\/ 1mA = 446ns.

Notă: Teblk include deja timpul intern de masca Tblk de 200ns.

Pentru stabilirea limitelor curentei, se poate utiliza următoarea ecuație:

Limită = (Vth R1* IDESAT VF_D1)/ Rds_on

unde R1 este un rezistor de programare, VF_D1 este dioda de înaltă tensiune, Rds_on este întoarcerea SiC MOSFET

pe rezistența la temperatura estimată de joncțiune, cum ar fi 175C.

Un sistem de alimentare diferit necesită, de obicei, un timp de oprire diferit. Un timp de oprire optimizat poate maximiza

capacitatea de scurtcircuitare a sistemului, limitând în același timp Vds și sonoritatea tensiunii de autobuz.

7.6 Vinovăţie

/FAULT este o ieșire a colectorului deschisă fără rezistență internă de tracțiune. Când desaturarea și sub tensiuni

sunt detectate, butonul /FAULT și OUT sunt ambele trageți în jos. Semnalul / FAULT va rămâne la nivel scăzut pentru 10 us după

Condiţia de defecţiune este eliminată. / FAULT este un semnal de recuperare automată. Controlorul sistemului va trebui să decidă cum

să răspundă semnalului \/FAULT. Următorul diagramă arată secvența semnalului.

7.7 NEG

Capacitorul de polarizare negativă extern este încărcat rapid când NEG scade la nivel scăzut. Acest lucru se întâmplă în timpul pornirii

și perioadei de repornire imediat înainte ca perioada de 10µs a semnalului \/FAULT să expire după ce este detectată orice eroare. În timpul pornirii

și perioadei de repornire, se măsoară tensiunea capacitorului de polarizare negativă VCN. Dès ce tensiunea depășește pragul VN

UVLO, NEG devine cu impedență ridicată și OUT preia controlul conducării gate-ului.

8 Aplicații și Implementare

IVCR1402Q este un conductor ideal pentru un design compact. Este un conductor lateral jos. Cu toate acestea, cu un generator de voltaj negativ integrat,

conductorul poate fi folosit ca un conductor lateral sus fără a utiliza o polarizare izolată.

Atunci se poate folosi o polarizare bootstrap de cost redus. Următorul diagramă electrică arată un circuit tipic de pont jumătate

aplicație de conducere.

9 Dispoziție

O bună dispoziție este un pas cheie pentru a obține performanța dorită a circuitului. Pământ solid este primul lucru cu care să începi.

Se recomandă conectarea plăcii expuse la pământul conductorului. Este o regulă generală că condensatorii au

o prioritate mai mare decât rezistoarele în ceea ce privește aranjamentul locației. Un condensator de 1uF și un condensator de decuplaj de 0.1uF

trebuie să fie aproape de pin-ul VCC și conectat la planul de pământ al conductorului. Condensatorul de tensiune negativă ar trebui

să fie amplasat lângă pini OUT și NEG. Condensatorul de blocare trebuie să fie aproape de conductor. Un mic filtru

(cu constantă de timp de 10ns) poate fi necesar la intrarea IN dacă urmele semnalelor de intrare trebuie să treacă

prin unele zone zgomotoase. Următoare este o dispoziție recomandată.

10 Informații despre ambalaj

Dimensiuni ambalaj SOIC-8 (EP)