35В 4А SiC та IGBT 8-пиновий драйвер з інтегрованим від'ємним зміщенням

1. Особливості

• Максимальна потужність приводу: 4A піковий ток забезпечення і джерела

• Широкий діапазон VCC до 35V

• Інтегрований 3.5В від'ємний нахил

• Сприймчива для нижньосторонньої роботи та придатна для верхньосторонньої бутстреп-підтримки

• Захист від недостатнього напругу (UVLO) для позитивної та від'ємної напруги вентиляції

• Виявлення перезавантаження для захисту від короткого замикання з внутрішнім часом блокування

• Вихідна помилка при виявленні UVLO або DESAT

• 5В 10мА референс для зовнішнього кола, наприклад, цифрового ізолятора

• Вхід сумісний з TTL та CMOS

• SOIC-8 з відкритим паддю для високочастотних та потужних застосунків

• Низька часова затримка 45нс типово з вбудованим фільтром видалення шумів

• Кваліфіковано за AEC-Q100

2. Застосування

• Зарядні пристрої на борту ЕВ

• Інвертори та станції зарядки ЕВ/ГЕV

• Конвертори AC/DC та DC/DC

• Привод мотора

3. Опис

IVCR1402Q є кваліфікованим за AEC-Q100, 4-амперним одноканальним високоскоростним розумним драйвером, який здатен ефективно і безпечно керувати транзисторами SiC MOSFET та IGBT. Сильне запобіжування з негативним нахилом покращує стійкість до шуму проти ефекту Міллера при високоскоростній операції з великою швидкістю зміни напруги (dv/dt). Виявлення недезактивації забезпечує надійну захисту від коротького замикання та зменшує ризик пошкодження силових пристроїв та компонентів системи. Фіксований час блокування 200 нс вставляється для запобігання попередньої активації захисту від перепоточення через піки струму та шум під час комутації. Фіксована додатна напруга запобіжування UVLO та фіксована негативна бія UVLO забезпечують правильну роботу напруги воротників. Активний сигнал помилки низького рівня повідомляє систему про виникнення UVLO або перепоточення. Низька часова затримка та невідповідність з відкритим тепловим паддингом дозволяють транзисторам SiC MOSFET перемикатися на сотні kHz. Інтегроване генерування негативної напруги та вихідний 5В референційний сигнал мінімізують кількість зовнішніх компонентів. Це перший промисловий драйвер для транзисторів SiC MOSFET та IGBT, який включає генерування негативної напруги, виявлення недезактивації та UVLO у 8-пинному корпусі. Він є ідеальним драйвером для компактного дизайну.

Інформація про пристрій

4. Конфігурація та функції пинів

5. Характеристики

5.1 Абсолютні максимальні норми

У діапазоні вільної температури повітря (якщо інше не зафіксовано) (1)

(1) Робота за межами параметрів, вказаних у розділі Абсолютні максимальні значення, може призвести до постійної порчи пристрою.

Повідомлення про абсолютні максимальні значення протягом тривалого періоду може вплинути на надійність пристрою.

5.2 Рейтинг ESD

5.3 Рекомендовані умови експлуатації

5.4 Термічна інформація

5.5 Електричні специфікації

Якщо інше не вказано, VCC = 25 В, TA = –40°C до 125°C, конденсатор байпасу 1 мкФ від VCC до GND, f = 100 кГц.

Потоки додатні при входженні та від'ємні при виходженні з вказаного терміналу. Типові умовні специфікації є при 25°C.

6 Типові характеристики

7 Детальний опис

IVCR1402Q драйвер представляє передову технологію InventChip для одноканального нижньостороннього високосхідного драйвера воротників

з вбудованим генеруванням від'ємного напругу, захистом від пересичування/коротького замикання,

програмним УВЛО. Цей драйвер пропонує найкращі у класі характеристики та найкомпактніші та надійніші

контролери воротників SiC MOSFET. Це перший відраслевий драйвер, оснащений всіма необхідними воротами SiC MOSFET

функції керування у корпусі SOIC-8.

Діаграма блоку функцій

7.1 Вхід

IN є вхідним керуванням логічним гейтом без інверсії. Пін має слабкий пулдаун. Вхід є рівнем логічного сигналу TTL та CMOS з максимальною толерантністю до 20В на вхід.

сумісний рівень логічного сигналу з максимальною толерантністю до 20В на вхід.

7.2 Вихід

IVCR1402Q має вихідний етап топології totem-pole потужністю 4A. Він забезпечує високий піковий струм джерела, коли це найбільше потрібно під час регіону плато Міллера при переході включування силового переключника. Сильна можливість затягування створює

дуже низьку імпедансу затягування на вихідному етапі керувача, що покращує імунітет проти паразитного ефекту включения Міллера, особливо там, де використовуються силові транзистори Si з низькою зарядною ємністю ворот або нові широкозонні транзистори SiC.

дуже низьку імпедансу затягування на вихідному етапі керувача, що покращує імунітет проти паразитного ефекту включения Міллера, особливо там, де використовуються силові транзистори Si з низькою зарядною ємністю ворот або нові широкозонні транзистори SiC.

з низькою зарядною ємністю ворот силових транзисторів Si або нових широкозонних транзисторів SiC

використовуваний.

7.3 Виробництво негативного напруження

При запуску, вихід NEG тягнеться до GND і забезпечує високий шлях потоку для джерела струму для зарядки

зовнішній конденсатор негативного напруження CN (1uF типовий) через OUT-приставку. Конденсатор може бути заряджений вище

2.0В за менше 10 секунд. Перед напругою конденсатора, VCN, заряджаний, / FAULT залишається низьким / активним, не беручи до уваги

Логогічний рівень IN. Після того, як негативний перебіг готовий, як NEG штифт і / FAULT штифт звільняються і OUT починає

слідувати сигналу входу IN. Вбудований регулятор негативного напруження регулює негативне напруження до -3.5V для нормального

операції, незалежно від частоти PWM і робочого циклу. Сигнал керування воротами, NEG, потім перемикається між

VCC - 3,5 В і - 3,5 В.

7.4 Під напругою

Усі внутрішні та зовнішні перекошення драйвера контролюються для забезпечення коректної роботи. VCC є

контролювано за допомогою схеми виявлення падіння напруги. Вихід драйвера вимикається (заземлюється) або залишається низьким, якщо

напруга нижче заданого ліміту. Зауважте, що поріг VCC UVLO на 3.5V вищий за напруги затвору.

Від'ємна напруга також перевіряється. Її UVLO має фіксований від'ємний поріг у 1.6V. Дефект конденсатора від'ємної напруги може призвести до того, що напруга конденсатора буде нижче порогу. Тоді захист UVLO заземлить

затвор MOSFET. Сигнал \/FAULT стає низьким при виявленні UVLO.

7.5 Виявлення недесатурації

При короткому замиканні або перепруженні потік кілька пристрою (SiC MOSFET або IGBT) може збільшитися до такого високого значення, що пристрій виходить із стану насыщення, і Vds\/Vce

пристрій підвищується до значно вищого значення. Пин DESAT разом з конденсатором вимикання Cblk, зазвичай обмежений

до...

пристрої досягнуть значно вищого значення. Пін DESAT із бланкуючим конденсатором Cblk, звичайно фіксується до

Id x Rds_on, тепер може заряджатися набагато вище завдяки внутрішньому джерелу постійного струму 1mA. Коли

напруга досягає типових 9.5V, OUT і /FAULT обидва опускаються до низького рівня. Вставляється час вимикання 200нс

на спаді OUT, щоб запобігти включаючомусяDESAT захистному колу через розряд Coss.

Щоб мінімалізувати втрати внутрішнього джерела постійного струму, джерело струму вимикається, коли головний переключник

знаходиться у вимкненому стані. Обираючи різні ємності, можна програмувати час затримки вимикання (зовнішній час вимикання).

Час вимикання можна обчислити за формулою,

Teblk = Cblk ∙Vth∕IDESAT

Наприклад, якщо Cblk дорівнює 47пФ, Teblk = 47пФ∙9.5V∕1mA = 446нс.

Зауважте, що Teblk вже включає внутрішній Tblk час вимикання 200нс.

Для налаштування обмеження струму можна використати наступне рівняння,

Іліміт = (Vth R1* IDESAT VF_D1)/ Rds_on

де R1 - це програміруючий резистор, VF_D1 - високовольтний диодний напрям, Rds_on - SiC MOSFET-повернення

на опору при оцінюваній температурі з'єднання, наприклад 175 °C.

Інша енергосистема зазвичай вимагає іншого часу вимкнення. Оптимізований час вимкнення може максимізувати

здатність системи до короткого закликання, при цьому обмежуючи VDS і зв'язок напруги автобусу.

7.6 Вини

/FAULT - це відкритий колектор без внутрішнього опору. При дезатурації і під напругою

Якщо ви виявлені, то щит /FAULT і OUT витягнуті низько. Сигнал / FAULT залишиться на низькій температурі протягом 10 секунд після

/FAULT - це сигнал автоматичного відновлення. Система контролера повинна вирішити, як

відповідати на сигнал /FAULT. Наступна схема показує послідовність сигналу.

7.7 NEG

Конденсатор зовнішнього від'ємного зміщення швидко заряджується, коли NEG стає низьким. Це відбувається під час увімкнення

та перезапуску захоплення прямо перед тим, як закінчиться період 10 мкс \/FAULT low після виявлення будь-якої несправності. Під час увімкнення

та перезапуску вимірюється напруга конденсатора від'ємного зміщення VCN. Як тільки напруга вийде за межі VN

порогу UVLO, NEG стає високозастосним, і OUT приймає на себе керування приводом затвору.

8 Застосування та реалізація

IVCR1402Q є ідеальним приводом для компактного дизайну. Це нижній привід. Проте, завдяки вбудованому

від'ємному генератору напруги, привід можна використовувати як верхній привід без використання ізольованого зміщення.

Тоді можна використовувати низькозатратний бутстреп. Наведена схема показує типове застосування напівмостового

приводу.

9 Розміщення

Добре розміщення є ключовим етапом для досягнення бажаної продуктивності цирку. Тверда земля - це перше, з чого слід починати.

Рекомендується під'єднати відкритий пад до землі драйвера. Загальне правило полягає в тому, що конденсатори мають

вищий пріоритет ніж резистори при розміщенні. Конденсатор 1мкФ та конденсатор розриву 0.1мкФ

повинні знаходитися близько до піна VCC і бути під'єднаними до площини землі драйвера. Конденсатор з від'ємним напругою повинен

розташовуватися поблизу пінів OUT та NEG. Конденсатор бланкування також повинен бути близько до драйвера. Маленький фільтр

(з часовою константою 10нс) може бути необхідним на вході IN, якщо траси сигналу повинні проходити

через деякі шумові області. Наведено нижче рекомендоване розміщення.

10 Інформація про упаковку

Розміри упаковки SOIC-8 (EP)