ไดรเวอร์ 8 พิน SiC และ IGBT 35V 4A พร้อมแรงดันลบแบบบูรณาการ

1. คุณสมบัติ

• ความสามารถในการขับของไดรเวอร์: กระแสขับพีก 4A สำหรับการซิงค์และแหล่งกำเนิด

• ช่วง VCC กว้างถึง 35V

• รวมไบแอสเชิงลบ 3.5V

• ออกแบบสำหรับด้านล่างและเหมาะสมสำหรับพลังงานด้านบนแบบบู๊ทสแตรป

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน (UVLO) สำหรับแรงดันไฟฟ้าเกตเชิงบวกและเชิงลบ

• การตรวจจับการไม่อิเล็กทรอนิกส์เพื่อป้องกันการสั้นวงจรพร้อมเวลาบล็อกภายใน

• สัญญาณข้อผิดพลาดเมื่อตรวจพบ UVLO หรือ DESAT

• อ้างอิง 5V 10mA สำหรับวงจรภายนอก เช่น เซมิคอนดักเตอร์แยกสัญญาณดิจิทัล

• อินพุตที่เข้ากันได้กับ TTL และ CMOS

• SOIC-8 พร้อมแผ่นโลหะเพื่อใช้งานความถี่สูงและพลังงานสูง

• การแพร่กระจายต่ำ 45ns โดยเฉลี่ยพร้อมฟิลเตอร์ลดเสียงรบกวนในตัว

• ผ่านการรับรอง AEC-Q100

2. การประยุกต์ใช้งาน

• ชาร์จแบตเตอรี่บนรถยนต์ไฟฟ้า (On Board Chargers)

• อินเวอร์เตอร์และสถานีชาร์จสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า/ไฮบริด (EV/HEV)

• เครื่องแปลง AC/DC และ DC/DC

• ระบบขับเคลื่อนมอเตอร์

3. คำอธิบาย

IVCR1402Q เป็นไดรเวอร์อัจฉริยะความเร็วสูง ขนาด 4A เซนต์เชลเดียว ที่ผ่านการรับรองตามมาตรฐาน AEC-Q100 สามารถขับเคลื่อน SiC MOSFETs และ IGBTs ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย การขับเคลื่อนที่แข็งแรงพร้อมด้วยแรงดันลบช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานเสียงรบกวนจากผลกระทบของ Miller effect ในการทำงานที่มีค่า dv/dt สูง การตรวจจับการไม่อิเล็กตรอนทำให้มีการป้องกันวงจรสั้นอย่างมั่นคงและลดความเสี่ยงของการเสียหายของอุปกรณ์กำลังและองค์ประกอบของระบบ ระยะเวลา blanking ที่กำหนดไว้ที่ 200 นาโนวินาทีถูกแทรกเข้ามาเพื่อป้องกันการเปิดใช้งานการป้องกันกระแสเกินก่อนเวลาเนื่องจากการพุ่งขึ้นของกระแสและการรบกวนในช่วงเปลี่ยนสถานะ การป้องกันแรงดันต่ำเกิน (UVLO) สำหรับแรงดันขับทางบวกและแรงดันลบคงที่ช่วยให้มั่นใจว่าแรงดันการทำงานของเกตจะอยู่ในระดับที่เหมาะสม สัญญาณข้อผิดพลาดแบบ active low จะแจ้งเตือนระบบเมื่อมีการเกิด UVLO หรือกระแสเกิน การแพร่กระจายช้าและไม่สมดุลที่ต่ำพร้อมกับแผ่นระบายความร้อนช่วยให้ SiC MOSFETs สามารถสลับสถานะได้ที่ความถี่หลายร้อย kHz การสร้างแรงดันลบในตัวและเอาต์พุตแรงดันอ้างอิง 5V ช่วยลดจำนวนของชิ้นส่วนภายนอกลง นี่คือไดรเวอร์ SiC MOSFET และ IGBT อุตสาหกรรมตัวแรกที่รวมฟังก์ชันการสร้างแรงดันลบ การตรวจจับการไม่อิเล็กตรอน และ UVLO ในแพ็คเกจ 8 พิน เป็นไดรเวอร์ที่เหมาะสำหรับการออกแบบที่กะทัดรัด

ข้อมูลอุปกรณ์

4. การกำหนดตำแหน่งและฟังก์ชันของขาต่อ

5. ข้อมูลจำเพาะ

5.1 ค่าสูงสุดเท่าที่ยังคงทนได้

เหนือช่วงอุณหภูมิอากาศฟรี (เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น) (1)

(1) การทำงานเกินค่าสูงสุดสัมบูรณ์ที่ระบุไว้อาจทำให้เครื่องมือเสียหายถาวรได้

การสัมผัสกับสภาพแวดล้อมตามค่าสูงสุดสัมบูรณ์เป็นเวลานานอาจส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์

คะแนนการทนทานต่อ ESD 5.2

5.3 เงื่อนไขการดำเนินงานที่แนะนำ

5.4 ข้อมูลความร้อน

ข้อมูลทางไฟฟ้า 5.5

เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น VCC = 25 V, TA = –40°C ถึง 125°C, ความจุเกินจาก VCC ถึง GND 1 ไมโครฟารัด, f = 100 kHz.

กระแสไฟฟ้าเป็นบวกเมื่อเข้าและลบเมื่อออกจากรูปแบบที่กำหนด เงื่อนไขมาตรฐานคือที่ 25°C.

ลักษณะเด่นทั่วไป 6

คำอธิบายรายละเอียด 7

ไดรเวอร์ IVCR1402Q เป็นนวัตกรรมล่าสุดของ InventChip ในด้านไดรเวอร์ช่องเดียวด้านล่างที่มีความเร็วสูงสำหรับเกต

เทคโนโลยีการพัฒนา มีฟีเจอร์สร้างแรงดันไฟฟ้าลบในตัว การป้องกันการเสื่อมสภาพ/วงจรสั้น

UVLO ที่ปรับได้ ไดรเวอร์นี้มอบคุณสมบัติที่ดีที่สุดในระดับคลาส และขนาดเล็กที่สุดพร้อมความน่าเชื่อถือ

การควบคุมการขับเคลื่อนประตู SiC MOSFET มันเป็นเครื่องขับรถอุตสาหกรรมแรกที่พร้อมกับประตู SiC MOSFET ที่จําเป็นทั้งหมด

คุณสมบัติการขับรถในแพคเกจ SOIC-8

แผนกบล็อกฟังก์ชัน

7.1 รายการ

IN คือข้อมูล input ของตัวขับประตูโลจิกที่ไม่พลิก สปิ้นมีแรงดึงที่อ่อนแอ ทางเข้าคือ TTL และ CMOS

ระดับโลจิกที่เข้ากันได้พร้อมความอดทนการเข้าสูงสุด 20V

7.2 ผลิต

IVCR1402Q มีระดับการออกแบบ 4A ทอเตม-โพล มันส่งมอบไฟฟ้าที่สูงมากเมื่อมันมากที่สุด

จําเป็นในช่วงภูมิภาคของมิลเลอร์ เพลตโว่ ของการเปลี่ยนสวิตช์พลังงาน ความสามารถที่แข็งแกร่งของซิงค์

อุปทานลดลงที่ต่ํามากในระยะการออกของไดรเวอร์ ซึ่งเพิ่มความคุ้มกันต่อมิลเลอร์ปรสิต

ผลลัพธ์จากการเปิดใช้งาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ใช้ Si MOSFET ที่มีประจุเกตต่ำ หรือ SiC MOSFET ที่เป็นเทคโนโลยีใหม่

ถูกนำมาใช้

7.3 การสร้างแรงดันไฟฟ้าลบ

เมื่อเริ่มทำงาน สัญญาณ NEG จะถูกดึงลงมาที่ GND และให้เส้นทางกระแสไฟฟ้าสูงสำหรับแหล่งกำเนิดกระแสในการชาร์จ kondensator แรงดันไฟฟ้าลบภายนอก CN (1uF เป็นค่ามาตรฐาน) ผ่านขา OUT

คอนเดนเซอร์สามารถถูกชาร์จได้มากกว่า 2.0V ในเวลาไม่ถึง 10us ก่อนที่แรงดันของคอนเดนเซอร์ VCN จะถูกชาร์จจนเต็ม สัญญาณ /FAULT จะยังคงอยู่ในสถานะต่ำ/ทำงาน ไม่ว่าระดับลอจิกของ IN จะเป็นอย่างไร

หลังจากที่แรงดันลบพร้อมแล้ว ทั้งขา NEG และ /FAULT จะถูกปล่อยออก และขา OUT เริ่มติดตามสัญญาณอินพุต IN

ภายในมีวงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าลบ ซึ่งจะควบคุมแรงดันไฟฟ้าลบให้อยู่ที่ -3.5V สำหรับการดำเนินงานปกติ โดยไม่ขึ้นกับความถี่ PWM และอัตราการเปิดปิด

สัญญาณการขับเกต NEG จะสลับระหว่าง VCC-3.5V และ -3.5V

โดยไม่คำนึงถึงความถี่ PWM และอัตราการเปิดปิด

สัญญาณการขับเกต NEG จะสลับระหว่าง VCC-3.5V และ -3.5V

7.4 ภายใต้การป้องกันความดัน

การตรวจสอบความคัดค้านภายในและภายนอกของคนขับ เพื่อให้แน่ใจว่าการทํางานเป็นอย่างดี VCC คือ

ติดตามด้วยวงจรตรวจสอบความแรงต่ํา การออกของคนขับถูกปิด (ดึงต่ํา) หรือยังคงต่ําถ้า

ความดันต่ํากว่าขั้นต่ํา หมายเหตุว่าขั้นต่ํา UVLO VCC มากกว่าความแรงกดไฟประตู 3.5V

ความดันลบยังถูกติดตาม UVLO ของมันมีขั้นต่ํา 1.6V ที่ถูกกําหนดไว้ ความดันลบ

ความบกพร่องของตัวประกอบความแรงอาจทําให้ความแรงกระชับของตัวประกอบความแรงต่ํากว่าขั้นต่ํา ป้องกัน UVLO จะดึง

MOSFET ผ่านประตูสู่พื้นดิน /FAULT ถูกลดลงเมื่อ UVLO ถูกตรวจพบ

7.5 การตรวจพบการลดความอิ่ม

เมื่อการตัดสั้นหรือ overcurrent เกิดขึ้น, อุปกรณ์พลังงาน (SiC MOSFET หรือ IGBT)

ความแรงปัจจุบันสามารถเพิ่มขึ้นถึงค่าสูงขนาดนี้ที่อุปกรณ์ได้รับออกจากสภาพความอิ่ม

ราคาของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นสูงมาก DESAT pin กับ Cblk คอนเดเซนเตอร์การกวาดล้าง ปกติ clamped

Id x Rds_on ตอนนี้สามารถชาร์จสูงขึ้นมากโดย 1mA แหล่งปัจจุบันคงที่ภายใน เมื่อ

ความดันถึงขั้นต่ํา 9.5V แบบปกติ OUT และ / FAULT ทั้งสองถูกดึงต่ํา การใส่เวลาว่าง 200 ns

ที่ OUT ขอบขึ้นเพื่อป้องกัน DESAT ป้องกันวงจรจากการเปิดก่อนเวลาเนื่องจาก Coss การปล่อย

เพื่อลดความสูญเสียของแหล่งปัจจุบันคงที่ภายในให้น้อยที่สุด, แหล่งปัจจุบันถูกปิดเมื่อสวิทช์หลัก

เป็นที่ปิดรัฐ โดยเลือกความจุที่แตกต่างกัน, เวลาชะลอปิด (เวลาการกวาดล้างภายนอก) สามารถ

โปรแกรม เวลาที่ใช้ในการล้างได้

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

ตัวอย่างเช่น ถ้า Cblk คือ 47pF Teblk = 47pF ∙ 9.5V / 1mA = 446ns

หมายเหตุ Teblk รวมถึงเวลา Tblk 200ns ภายใน

สำหรับการตั้งค่าขีดจำกัดกระแส สมการต่อไปนี้สามารถใช้งานได้

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

โดยที่ R1 เป็นตัวต้านทานสำหรับการตั้งโปรแกรม VF_D1 เป็นแรงดันตรงของไดโอดแรงดันสูง Rds_on เป็นความต้านทานในการเปิดของ SiC MOSFET

ที่อุณหภูมิจุดต่อเนื่องที่คาดการณ์ เช่น 175C

ระบบพลังงานที่แตกต่างกันมักจะต้องการเวลาในการปิดที่แตกต่างกัน เวลาปิดที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพ

ความสามารถในการทนกระแสสั้นของระบบขณะควบคุม Vds และแรงดันบัสไม่ให้มีการสั่นไหวเกินไป

7.6 ข้อผิดพลาด

FAULT เป็นเอาต์พุตแบบ open collector โดยไม่มีตัวต้านทานภายใน เมื่อมีการตรวจพบการเสื่อมสภาพและการลดแรงดัน

สัญญาณ FAULT และ OUT จะถูกดึงลงต่ำ สัญญาณ FAULT จะยังคงอยู่ในระดับต่ำเป็นเวลา 10us หลังจากสถานะข้อผิดพลาดถูกแก้ไข

FAULT เป็นสัญญาณฟื้นตัวอัตโนมัติ คอนโทรลเลอร์ระบบจะต้องตัดสินใจว่าจะ

เพื่อตอบสนองต่อสัญญาณ /FAULT สัญญาณลำดับจะแสดงในแผนภาพด้านล่าง

7.7 NEG

kondensator ไบแอสลบภายนอกถูกชาร์จอย่างรวดเร็วเมื่อ NEG มีค่าต่ำลง เกิดขึ้นระหว่างการเปิดเครื่อง

และช่วงรีสตาร์ท ก่อนที่ช่วงเวลา /FAULT ต่ำ 10 ไมโครวินาทีจะหมดหลังจากตรวจพบข้อผิดพลาดใดๆ ในช่วงการเปิดเครื่อง

และช่วงรีสตาร์ท จะมีการวัดแรงดันของคอนเดนเซอร์ไบแอสลบ เมื่อแรงดันเกิน VN

ระดับ UVLO NEG จะกลายเป็นความต้านทานสูง และ OUT จะเข้าควบคุมการขับเกตต่อ

8 การใช้งานและการดำเนินการ

IVCR1402Q เป็นไดรเวอร์ที่เหมาะสำหรับการออกแบบขนาดกะทัดรัด เป็นไดรเวอร์ด้านล่าง แต่ด้วยตัวสร้างแรงดันลบในตัว

ไดรเวอร์สามารถใช้งานเป็นไดรเวอร์ด้านบนโดยไม่ต้องใช้ไบแอสแยกต่างหาก สามารถใช้บูสทรัพต้นทุนต่ำแทนได้ แผนภาพวงจรด้านล่างแสดงตัวอย่างของสะพานครึ่งหนึ่ง

A ตัวอย่างวงจรสะพานครึ่ง

แอปพลิเคชันไดรเวอร์

9 การจัดวาง

การจัดวางที่ดีเป็นขั้นตอนสำคัญเพื่อให้บรรลุสมรรถนะของวงจรตามที่ต้องการ ควรเริ่มต้นด้วยพื้นดินที่แข็งแรง

แนะนำให้เชื่อมแผ่นโลหะที่เปิดเผยกับพื้นดินของไดรเวอร์ เป็นกฎทั่วไปว่าคอนเดนเซอร์มี

ความสำคัญมากกว่าตัวต้านทานในการจัดเรียงตำแหน่ง คอนเดนเซอร์ขนาด 1uF และ 0.1uF สำหรับการแยกสัญญาณ

ควรวางใกล้กับขา VCC และเชื่อมต่อกับพื้นดินของไดรเวอร์ คอนเดนเซอร์แรงดันลบควรวาง

ใกล้กับขา OUT และ NEG คอนเดนเซอร์สำหรับการปิดสัญญาณควรวางใกล้กับไดรเวอร์เช่นกัน ตัวกรองขนาดเล็ก

พร้อมค่าคงที่เวลา 10 นาโนวินาที อาจจำเป็นที่ขา IN หากเส้นทางสัญญาณต้องผ่าน

พื้นที่ที่มีสัญญาณรบกวน ต่อไปนี้คือการจัดวางที่แนะนำ

10 ข้อมูลการบรรจุภัณฑ์

มิติของแพ็กเกจ SOIC-8 (EP)