35 В 4 A SiC і IGBT 8-контактний драйвер з вбудованим негативним зміщенням Україна

Місце походження:	Чжецзян
Фірмове найменування:	Технологія Inventchip
Номер моделі:	IVCR1402DPQR
Сертифікація:	Сертифікат AEC-Q100

1. Особливості

• Потужність струму драйвера: 4 А піковий струм споживання і джерела

• Широкий діапазон VCC до 35 В

• Вбудоване негативне зміщення 3.5 В

• Розроблено для низької сторони та підходить для початкової потужності високої сторони

• UVLO для позитивної та негативної напруги затвора

• Виявлення десатурації для захисту від короткого замикання з внутрішнім часом гасіння

• Вихід несправності при виявленні UVLO або DESAT

• 5 В 10 мА для зовнішнього ланцюга, наприклад цифрового ізолятора

• Сумісний вхід TTL і CMOS

• SOIC-8 з відкритою прокладкою для високочастотних і потужних застосувань

• Низька затримка поширення 45 нс, типова з вбудованим фільтром усунення збоїв

• Сертифікат AEC-Q100

2. додатків

• Бортові зарядні пристрої для електромобілів

• EV/HEV інвертори та зарядні станції

• Перетворювачі AC/DC і DC/DC

• Моторний привід

3. Опис

IVCR1402Q — це одноканальний високошвидкісний інтелектуальний драйвер 100A, що відповідає вимогам стандарту AEC-Q4 і здатний ефективно та безпечно керувати SiC MOSFET та IGBT. Потужний диск із негативним зміщенням покращує перешкодостійкість проти ефекту Міллера при роботі з високою dv/dt. Виявлення десатурації забезпечує надійний захист від короткого замикання та знижує ризик пошкодження силового пристрою та компонентів системи. Фіксований час гасіння 200 нс вставляється, щоб запобігти передчасному спрацьовуванню захисту від надточного струму через сплеск струму перемикання та шум. Фіксована позитивна напруга керування затвором UVLO та фіксований захист негативного зсуву UVLO забезпечують здорову робочу напругу затвора. Активний низький сигнал несправності сповіщає систему про UVLO або перевищення струму. Низька затримка розповсюдження та неузгодженість із відкритою термальною прокладкою дозволяє SiC MOSFET перемикатися на сотнях кГц. Інтегрована генерація негативної напруги та опорний вихід 5 В мінімізують кількість зовнішніх компонентів. Це перший промисловий драйвер SiC MOSFET та IGBT, який включає генерацію негативної напруги, десатурацію та UVLO у 8-контактному корпусі. Це ідеальний драйвер для компактного дизайну.

Інформація про пристрій

НОМЕР ЧАСТИНИ

ПАКЕТ

УПАКОВКА

IVCR1402DPQR

SOIC-8 (EP)

Стрічка та котушка

4. Конфігурація та функції контактів

PIN-код

ІМ'Я

I / O

ОПИС

1

IN

I

Логічний вхід

2

5VREF

O

Вихід 5 В/10 мА для зовнішнього ланцюга

3

/ПОМИНА

O

Вихід несправності відкритого колектора, знижений до низького рівня, коли виявлено перевищення струму або UVLO.

4

DESAT

I

Вхід виявлення десатурації

5

VCC

P

Позитивне упередження

6

OUT

O

Вихід драйвера воріт

7

GND

G

Заземлення водія

8

NEG

O

Вихід негативної напруги

Відкрита колодка

Нижня відкрита панель часто прив'язана до GND на макеті.

5 Технічні характеристики

5.1 Абсолютні максимальні оцінки

Діапазон температур вільного повітря (якщо не вказано інше) (1)

МІН. МАКС

БЛОК

VCC Загальна напруга живлення (посилання на GND)

-0.3 35

V

VOUT Вихідна напруга драйвера затвора

-0.3 VCC+0.3

V

IOUTH Вихідний струм драйвера затвора (при максимальній ширині імпульсу 10 мкс і робочому циклі 0.2%)

6.6

A

Вихідний струм споживання драйвера затвора IOUTL (при максимальній ширині імпульсу 10 мкс і робочому циклі 0.2%)

6.6

A

Напруга сигналу VIN IN

-5.0 20

V

I5VREF 5VREF вихідний струм

25

mA

VDESAT Напруга на DESAT

-0.3 VCC+0.3

V

VNEG Напруга на контакті NEG

OUT-5.0 VCC+0.3

V

TJ Температура переходу

-40 150

° C

TSTG Температура зберігання

-65 150

° C

(1) Експлуатація за межами перелічених у розділі «Абсолютні максимальні показники» може призвести до незворотного пошкодження пристрою.

Вплив абсолютних максимальних номінальних умов протягом тривалого періоду може вплинути на надійність пристрою.

5.2 Рейтинг ESD

значення

БЛОК

V(ESD) Електростатичний розряд

Модель людського тіла (HBM), відповідно до AEC Q100-002

+/- 2000

V

Модель зарядженого пристрою (CDM), відповідно до AEC Q100-011

+/- 500

5.3 Рекомендовані умови експлуатації

MIN

MAX

БЛОК

VCC Загальна напруга живлення (посилання на GND)

15

25

V

Вхідна напруга VIN Gate

0

15

V

VDESAT Напруга на DESAT

0

VCC

V

TAMB Температура навколишнього середовища

-40

125

° C

5.4 Теплова інформація

IVCR1402DPQR

БЛОК

RθJA Перехід до середовища

39

° C / W

RθJB Перехід до друкованої плати

11

° C / W

RθJP З’єднання з відкритою прокладкою

5.1

° C / W

5.5 Електричні характеристики

Якщо не зазначено інше, VCC = 25 В, TA = від –40 °C до 125 °C, ємність обхідного каналу 1 мкФ від VCC до GND, f = 100 кГц.

Струми є позитивними на вході та негативними з вказаної клеми. Специфікації типових умов наведено при 25°C.

6 Типові характеристики

7 Детальний опис

Драйвер IVCR1402Q представляє передовий одноканальний високошвидкісний драйвер воріт InventChip.

розвиток технологій. Він має вбудовану генерацію негативної напруги, захист від десатурації/короткого замикання,

програмований UVLO. Цей драйвер має найкращі в своєму класі характеристики, а також найбільш компактний і надійний

Керування затвором SiC MOSFET. Це перший індустріальний драйвер, оснащений усіма необхідними затворами SiC MOSFET

водіння в пакеті SOIC-8.

Функціональна блок-схема

7.1 Вхід

IN — це вхід драйвера неінвертованого логічного вентиля. Штифт має слабку тягу. Вхідні дані - TTL і CMOS

сумісний логічний рівень з максимальним допуском на вході 20 В.

7.2 Вихід

IVCR1402Q має вихідний каскад на 4 А. Він забезпечує високий пік джерела струму, коли він найбільший

необхідний під час переходу вмикача живлення в області плато Міллера. Результатом є сильна здатність опускатися

дуже низький повний опір у вихідному каскаді драйвера, що покращує імунітет проти паразитів Міллера

ефект увімкнення, особливо там, де Si MOSFET з низьким зарядом затвора або нові SiC MOSFET з широкою забороненою зоною

використаний

7.3 Генерація негативної напруги

Під час запуску вихід NEG підтягується до GND і забезпечує високий струмовий шлях для джерела струму для зарядки

зовнішній негативний конденсатор CN (типовий 1 мкФ) через контакт OUT. Конденсатор можна зарядити вище

2.0 В менш ніж за 10 мкс. Перед напругою конденсатора, VCN, заряджений, /FAULT залишається низьким/активним, не враховуючи

Логічний рівень IN. Після того, як негативне зміщення готове, контакти NEG і /FAULT звільняються, і OUT починає

стежити за вхідним сигналом IN. Вбудований регулятор негативної напруги регулює негативну напругу до -3.5 В для нормальної

роботи, незалежно від частоти ШІМ і робочого циклу. Потім перемикається сигнал затвора NEG

VCC-3.5 В і -3.5 В.

7.4 Захист від низької напруги

Усі внутрішні та зовнішні упередження водія контролюються, щоб забезпечити здоровий робочий стан. VCC є

контролюється ланцюгом виявлення низької напруги. Вихід драйвера вимикається (низький рівень) або залишається низьким, якщо

напруга нижче встановленої межі. Зверніть увагу, що поріг VCC UVLO на 3.5 В вище, ніж напруга затвора.

Від’ємна напруга також контролюється. Його UVLO має фіксований поріг мінусового спрацьовування 1.6 В. Від’ємна напруга

дефект конденсатора може призвести до того, що напруга конденсатора буде нижчою за порогове значення. Тоді захист від ультрафіолетових променів потягнеться

Ворота MOSFET на землю. /FAULT встановлюється на низький рівень, коли виявлено UVLO.

7.5 Виявлення десатурації

У разі короткого замикання або перевищення струму стік або колектор силового пристрою (SiC MOSFET або IGBT)

струм може зрости до такого високого значення, що пристрої вийдуть із стану насичення, а Vds/Vce

пристроїв зросте до значно високого значення. Вивід DESAT із гасаючим конденсатором Cblk, зазвичай прикріпленим до

Id x Rds_on, тепер можна заряджати значно більше за допомогою внутрішнього джерела постійного струму 1 мА. Коли

напруга досягає типового порогу 9.5 В, і OUT, і /FAULT мають низький рівень. Вставляється порожній час 200 нс

на наростаючому фронті OUT, щоб запобігти передчасному запуску схеми захисту DESAT через розряд Coss.

Щоб мінімізувати втрати внутрішнього постійного джерела струму, джерело струму вимикається, коли головний вимикач

перебуває у вимкненому стані. Вибравши іншу ємність, можна збільшити час затримки вимкнення (зовнішній час гасіння).

запрограмований. Час гасіння можна розрахувати за допомогою

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Наприклад, якщо Cblk становить 47 пФ, Teblk = 47 пФ ∙9.5 В / 1 мА = 446 нс.

Примітка. Teblk уже включає внутрішній час гасіння Tblk 200 нс.

Для налаштування обмеження струму можна використовувати наступне рівняння:

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

де R1 – резистор програмування, VF_D1 – пряма напруга високовольтного діода, Rds_on – поворот SiC MOSFET

на опір при розрахунковій температурі переходу, наприклад 175C.

Для іншої системи живлення зазвичай потрібен інший час відключення. Оптимізований час вимкнення може максимізувати

здатність системи до короткого замикання при обмеженні Vds і дзвінків напруги шини.

7.6 Несправність

/FAULT - вихід з відкритим колектором без внутрішнього опору підтягування. При десатурації і під напругою

виявлені, контакти /FAULT і OUT мають низький рівень. Сигнал /FAULT залишиться на низькому рівні протягом 10 мкс після цього

несправність усувається. /FAULT — сигнал автоматичного відновлення. Системному контролеру потрібно буде вирішити, як

щоб відповісти на сигнал /FAULT. Наступна схема показує послідовність сигналів.

7.7 НЕГ

Зовнішній негативний конденсатор зміщення швидко заряджається, коли NEG стає низьким. Це відбувається під час включення живлення

і період перезапуску безпосередньо перед закінченням періоду низького рівня 10us /FAULT після виявлення будь-якої несправності. Під час увімкнення живлення

і періоду перезапуску вимірюється напруга негативного зміщення конденсатора VCN. Як тільки напруга виходить за межі ВН

Порогове значення UVLO, NEG стає високоімпедансним, а OUT бере на себе керування затвором.

8 Застосування та впровадження

IVCR1402Q — ідеальний драйвер для компактного дизайну. Це нижній драйвер. Щоправда, з вбудованим

генератор негативної напруги, драйвер можна використовувати як драйвер високої сторони без використання ізольованого зміщення.

Замість цього можна використовувати недорогу завантажувальну програму. Наступна схема показує типовий напівміст

додаток драйвера.

9 Макет

Гарне компонування є ключовим кроком для досягнення бажаної продуктивності схеми. Тверда земля - ​​це перше, з чого потрібно почати.

Рекомендується прив’язати відкриту колодку до землі водія. Це загальне правило, яке мають конденсатори

вищий пріоритет, ніж резистори для розташування. Розв'язувальні конденсатори 1 мкФ і 0.1 мкФ

має бути близько до контакту VCC і заземлено на площину заземлення драйвера. Конденсатор мінусової напруги повинен

розташуйте поблизу контактів OUT і NEG. Конденсатор гасіння також повинен бути близько до драйвера. Маленький фільтр

(з постійною часом 10 нс) може знадобитися на вході IN, якщо сліди вхідного сигналу повинні пройти

через якийсь шумний район. Нижче наведено рекомендований макет.

10 Інформація про упаковку

Розміри упаковки SOIC-8 (EP).