35-контактный драйвер SiC и IGBT 4 В, 8 А со встроенным отрицательным смещением Россия

Место происхождения:	Чжэцзян
Фирменное наименование:	Технология Инвенчип
Номер модели:	IVCR1402DPQR
сертификация:	Соответствует AEC-Q100

1. Особенности

• Допустимый ток драйвера: пиковый ток возбуждения приемника и источника 4 А.

• Широкий диапазон напряжения до 35 В.

• Встроенное отрицательное смещение 3.5 В.

• Разработан для низкой стороны и подходит для начальной загрузки мощности на высокой стороне.

• UVLO для положительного и отрицательного напряжения управления затвором.

• Обнаружение насыщения для защиты от короткого замыкания с внутренним временем гашения.

• Выход неисправности при обнаружении UVLO или DESAT.

• Опорное напряжение 5 В, 10 мА для внешней цепи, например цифровой изолятор.

• Вход, совместимый с TTL и CMOS

• SOIC-8 с открытой площадкой для высокочастотных и силовых приложений.

• Низкая задержка распространения, обычно 45 нс, со встроенным фильтром помех.

• Соответствует стандарту AEC-Q100.

2. Приложения

• Бортовые зарядные устройства для электромобилей

• Инверторы EV/HEV и зарядные станции.

• Преобразователи переменного/постоянного тока и постоянного/постоянного тока

• Моторный привод

3. Описание

IVCR1402Q — это одноканальный высокоскоростной интеллектуальный драйвер с током 100 А, соответствующий стандарту AEC-Q4, способный эффективно и безопасно управлять SiC MOSFET и IGBT. Мощный привод с отрицательным смещением повышает помехоустойчивость к эффекту Миллера при высоких значениях dv/dt. Обнаружение десатурации обеспечивает надежную защиту от короткого замыкания и снижает риск повреждения силового устройства и компонентов системы. Установлено фиксированное время гашения 200 нс, чтобы предотвратить преждевременное срабатывание защиты от перегрузки по току из-за скачков коммутационного тока и шума. Фиксированное положительное напряжение управления затвором UVLO и защита от фиксированного отрицательного смещения UVLO обеспечивают нормальное рабочее напряжение затвора. Активный сигнал низкого уровня неисправности предупреждает систему о возникновении UVLO или перегрузки по току. Низкая задержка распространения и рассогласование благодаря открытой термопрокладке позволяют SiC MOSFET переключаться на частоте сотен кГц. Встроенная генерация отрицательного напряжения и опорный выход 5 В минимизируют количество внешних компонентов. Это первый промышленный драйвер SiC MOSFET и IGBT, который включает в себя генерацию отрицательного напряжения, рассыщение и UVLO в 8-контактном корпусе. Это идеальный драйвер для компактного дизайна.

Информация об устройстве

НОМЕР ЧАСТИ

ПАКЕТ

УПАКОВКА

IVCR1402DPQR

СОИК-8 (ЭП)

Лента и катушка

4. Конфигурация и функции контактов

PIN-код

ИМЯ

Ввода / вывода

ОПИСАНИЕ

1

IN

I

Логический вход

2

5ВРЕФ

O

Выход 5 В/10 мА для внешней цепи

3

/ВИНА

O

Выход неисправности с открытым коллектором, переключаемый на низкий уровень при обнаружении перегрузки по току или UVLO.

4

ДЕСАТ

I

Вход обнаружения десатурации

5

VCC

P

Предложение положительного смещения

6

ВНЕ

O

Выход драйвера ворот

7

GND

G

Земля драйвера

8

NEG

O

Выход отрицательного напряжения

Открытая площадка

Нижняя открытая площадка часто привязана к GND на макете.

5. Характеристики

5.1 Абсолютные максимальные рейтинги

В диапазоне температур наружного воздуха (если не указано иное) (1)

МИН МАКС

Ед.

VCC Общее напряжение питания (относительно GND)

-0.3 35

V

VOUT Выходное напряжение драйвера затвора

-0.3 ВКК+0.3

V

Выходной ток драйвера затвора IOUTH (при максимальной ширине импульса 10 мкс и рабочем цикле 0.2%)

6.6

A

IOUTL Выходной ток драйвера затвора (при максимальной ширине импульса 10 мкс и рабочем цикле 0.2%)

6.6

A

Напряжение сигнала VIN IN

-5.0 20

V

I5VREF 5VREF Выходной ток

25

mA

VDESAT Напряжение на DESAT

-0.3 ВКК+0.3

V

VNEG Напряжение на выводе NEG

ВЫХОД-5.0 ВКК+0.3

V

TJ Температура перехода

-40 150

° C

ТСГ Температура хранения

-65 150

° C

(1) Эксплуатация за пределами значений, указанных в разделе «Абсолютные максимальные параметры», может привести к необратимому повреждению устройства.

Воздействие абсолютных максимальных номинальных условий в течение длительного периода времени может повлиять на надежность устройства.

5.2 Рейтинг электростатического разряда

Значение

Ед.

V(ESD) Электростатический разряд

Модель человеческого тела (HBM), согласно AEC Q100-002

+/- 2000

V

Модель заряженного устройства (CDM), согласно AEC Q100-011

+/- 500

5.3 Рекомендуемые условия эксплуатации

MIN

MAX

Ед.

VCC Общее напряжение питания (относительно GND)

15

25

V

Входное напряжение VIN-затвора

0

15

V

VDESAT Напряжение на DESAT

0

VCC

V

ТАМБ Температура окружающей среды

-40

125

° C

5.4 Информация о температуре

IVCR1402DPQR

Ед.

RθJA Соединение с окружающей средой

39

° C / Вт

RθJB Соединение с печатной платой

11

° C / Вт

RθJP Соединение с открытой площадкой

5.1

° C / Вт

5.5 Электрические характеристики

Если не указано иное, VCC = 25 В, TA = от –40°C до 125°C, байпасная емкость 1 мкФ от VCC до GND, f = 100 кГц.

Токи являются положительными на входе и отрицательными на выходе из указанной клеммы. Типичные характеристики условий соответствуют температуре 25°C.

6 Типичные характеристики

7 Подробное описание

Драйвер IVCR1402Q представляет собой новейший одноканальный высокоскоростной драйвер нижнего плеча InventChip.

развитие технологий. Он имеет встроенную генерацию отрицательного напряжения, защиту от рассыщения/короткого замыкания,

программируемое УВЛО. Этот драйвер обладает лучшими в своем классе характеристиками, а также является самым компактным и надежным.

Управление затвором SiC MOSFET. Это первый в отрасли драйвер, оснащенный всеми необходимыми затворами SiC MOSFET.

функции управления в корпусе SOIC-8.

Схема функционального блока

7.1 Input

IN — неинвертирующий вход драйвера логического вентиля. Штифт имеет слабый прижим. Вход TTL и CMOS.

совместимый логический уровень с максимальным входным допуском 20 В.

7.2 Выход

IVCR1402Q имеет выходной каскад с тотемным полюсом 4 А. Он обеспечивает высокий пиковый ток источника, когда он наиболее

необходимо во время перехода к включению выключателя питания в области плато Миллера. Сильная поглощающая способность приводит к

очень низкий понижающий импеданс в выходном каскаде драйвера, что повышает устойчивость к паразитному Миллеру

эффект включения, особенно там, где используются Si MOSFET с низким зарядом затвора или новые SiC MOSFET с широкой запрещенной зоной.

используемый.

7.3 Генерация отрицательного напряжения

При запуске выход NEG подтягивается к GND и обеспечивает путь высокого тока для источника тока для зарядки

внешний конденсатор отрицательного напряжения CN (типично 1 мкФ) через вывод OUT. Конденсатор можно зарядить выше

2.0 В менее чем за 10 мкс. До того, как напряжение конденсатора VCN зарядится, /FAULT остается низким/активным, несмотря на

Логический уровень IN. После того, как отрицательное смещение готово, выводы NEG и /FAULT освобождаются, и выход OUT начинает работать.

следовать входному сигналу IN. Встроенный регулятор отрицательного напряжения регулирует отрицательное напряжение до -3.5 В для нормального режима.

работа независимо от частоты ШИМ и рабочего цикла. Сигнал управления затвором NEG затем переключается между

ВКК-3.5В и -3.5В.

7.4 Защита от пониженного напряжения

Все внутренние и внешние смещения драйвера контролируются, чтобы обеспечить нормальное рабочее состояние. VCC — это

контролируется схемой обнаружения пониженного напряжения. Выход драйвера отключается (переводится на низкий уровень) или остается на низком уровне, если

напряжение ниже установленного предела. Обратите внимание, что порог VCC UVLO на 3.5 В выше напряжения затвора.

Отрицательное напряжение также контролируется. Его UVLO имеет фиксированный порог отрицательного напряжения 1.6 В. Отрицательное напряжение

Дефект конденсатора может привести к тому, что напряжение конденсатора станет ниже порогового значения. Тогда защита UVLO потянет

Затвор MOSFET на землю. /FAULT устанавливается на низкий уровень при обнаружении UVLO.

7.5 Обнаружение десатурации

При возникновении короткого замыкания или перегрузки по току сток или коллектор силового устройства (SiC MOSFET или IGBT)

ток может увеличиться до такого высокого значения, что устройства выйдут из состояния насыщения, и Vds/Vce

устройств вырастет до существенно высокой стоимости. Вывод DESAT с гасящим конденсатором Cblk, обычно подключенным к

Id x Rds_on, теперь он может заряжаться гораздо сильнее благодаря внутреннему источнику постоянного тока 1 мА. Когда

напряжение достигает типичного порога 9.5 В, оба выхода OUT и /FAULT переводятся на низкий уровень. Вставлено пустое время 200 нс.

на нарастающем фронте OUT, чтобы предотвратить преждевременное срабатывание схемы защиты DESAT из-за разряда Coss.

Чтобы свести к минимуму потери внутреннего источника постоянного тока, источник тока выключается, когда главный выключатель

находится в выключенном состоянии. Выбрав другую емкость, можно изменить время задержки выключения (время внешнего гашения).

запрограммирован. Время гашения можно рассчитать по формуле:

Теблк = Cблк ∙Vth / IDESAT

Например, если Cblk равен 47 пФ, Teblk = 47 пФ ∙9.5 В/1 мА = 446 нс.

Примечание. Teblk уже включает в себя внутреннее время гашения Tblk 200 нс.

Для настройки ограничения тока можно использовать следующее уравнение:

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

на сопротивление при расчетной температуре перехода, например 175°C.

Другая система питания обычно требует другого времени выключения. Оптимизированное время выключения может максимизировать

устойчивость системы к короткому замыканию при ограничении напряжения Vds и напряжения на шине.

7.6 неисправность

/FAULT — выход с открытым коллектором без внутреннего нагрузочного сопротивления. При десатурации и пониженном напряжении

обнаружены, на выводе /FAULT и OUT устанавливается низкий уровень. Сигнал /FAULT будет оставаться на низком уровне в течение 10 мкс после

неисправное состояние устранено. /FAULT — сигнал автоматического восстановления. Системный контроллер должен будет решить, как

для ответа на сигнал /FAULT. На следующей диаграмме показана последовательность сигналов.

7.7 НЕГ

Внешний конденсатор отрицательного смещения быстро заряжается, когда NEG становится низким. Это происходит во время включения

и период перезапуска непосредственно перед истечением периода 10 мкс/FAULT после обнаружения какой-либо неисправности. Во время включения

и период перезапуска измеряется напряжение VCN конденсатора отрицательного смещения. Как только напряжение выйдет за пределы ВН

Порог UVLO, NEG становится высокоимпедансным, а OUT берет на себя управление приводом затвора.

8 приложений и реализация

IVCR1402Q — идеальный драйвер компактной конструкции. Это низкочастотный драйвер. Однако благодаря встроенному

генератор отрицательного напряжения, драйвер можно использовать в качестве драйвера верхнего плеча без использования изолированного смещения.

Вместо этого можно использовать недорогой бутстрап. На следующей принципиальной схеме показан типичный полумост.

приложение для драйверов.

9 Макет

Хорошая компоновка является ключевым шагом для достижения желаемых характеристик схемы. Твердая земля – это первое, с чего стоит начать.

Рекомендуется соединить открытую площадку с массой драйвера. Общее правило состоит в том, что конденсаторы имеют

более высокий приоритет, чем резисторы для расположения мест. Развязывающие конденсаторы 1 мкФ и 0.1 мкФ.

должен быть расположен рядом с контактом VCC и заземлен на землю драйвера. Конденсатор отрицательного напряжения должен

найдите рядом с контактами OUT и NEG. Гасящий конденсатор также должен находиться рядом с драйвером. Небольшой фильтр

(с постоянной времени 10 нс) может потребоваться на входе IN, если трассы входного сигнала должны пройти

через какое-то шумное место. Ниже приведен рекомендуемый макет.

10 Информация об упаковке

Размеры корпуса SOIC-8 (EP)