TPS7H6023-SP 抗辐射 QMLV 22V 半桥 GaN 栅极驱动器数据手册

TPS7H60x3-SP 系列抗辐射保证 （RHA） 氮化镓 （GaN） 场效应晶体管 （FET） 栅极驱动器专为高频、高效率应用而设计。该系列包括 TPS7H6003-SP（额定电压 200V）、TPS7H6013-SP（额定电压 60V）和 TPS7H6023-SP（额定电压 22V）。驱动器具有可调死区时间能力、30ns 的小传播延迟以及 5.5ns 的高侧和低侧匹配。这些器件还包括内部高压侧和低压侧 LDO，无论电源电压如何，都能确保 5V 的驱动电压。TPS7H60x3-SP 驱动器均具有分离栅极输出，可灵活地独立调整输出的导通和关断强度。
*附件：tps7h6023-sp.pdf

TPS7H60x3-SP 驱动器具有两种控制输入模式：独立输入模式 （IIM） 和 PWM 模式。在 IIM 中，每个输出都由专用输入控制。在 PWM 模式下，单个输入产生两个互补输出信号，用户可以调整每个边沿的死区时间。

栅极驱动器还在独立输入模式下提供用户可配置的输入互锁，作为防击穿保护。当两个输入同时打开时，输入互锁不允许两个输出打开。用户可以选择在独立输入模式下启用或禁用此保护，这允许驱动器在许多不同的转换器配置中使用。这些驱动器还可用于半桥和双低侧转换器应用。

特性

• 辐射性能：
  • 抗辐射强度 （RHA） 高达 100krad（Si） 的总电离剂量 （TID）
  • 单粒子闩锁 （SEL）、单粒子燃尽 （SEB） 和单粒子栅极破裂 （SEGR） 不受线性能量传递 （LET） 的影响 = 75MeV-cm2/mg
  • 单粒子瞬态 （SET） 和单粒子功能中断 （SEFI） 的特性高达 LET = 75MeV-cm2/mg
• 1.3A 峰值拉电流，2.5A 峰值灌电流
• 两种作模式：
  • 具有可调死区时间的单个 PWM 输入
  • 两个独立的输入
• 独立输入模式下的可选输入互锁保护
• 用于可调开启和关闭时间的分离输出
• 独立输入模式下 30ns 的典型传播延迟
• 5.5ns 典型延迟匹配

参数

方框图

一、产品概述

• ‌产品名称‌：TPSH-SP
• ‌类型‌：辐射硬化保证（RHA）.A峰值源电流，.A峰值沉电流，半桥GaN FET栅极驱动器
• ‌应用‌：适用于空间卫星电源、通信载荷、命令与数据处理、光学成像载荷以及卫星电力系统等

二、主要特性

• ‌辐射性能‌：
  • 总电离剂量（TID）保证高达krad(Si)
  • 对单事件闩锁（SEL）、单事件烧毁（SEB）、单事件栅极击穿（SEGR）免疫，线性能量转移（LET）阈值达MeV-cm²/mg
  • 单事件瞬态（SET）和单事件功能中断（SEFI）特性高达LET = MeV-cm²/mg
• ‌操作模式‌：
  • 单PWM输入，带可调死区时间
  • 两个独立输入
  • 可选输入互锁保护（独立输入模式）
  • 分裂输出，用于独立调整开通和关断时间
• ‌电气性能‌：
  • 典型传播延迟ns（独立输入模式）
  • .ns典型高低侧延迟匹配
  • 高达.A峰值源电流，.A峰值沉电流

三、保护功能

• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：所有内部线性调节器和输入电压均具备UVLO保护
• ‌可编程死区时间‌：通过外部电阻设置
• ‌输入互锁保护‌：在独立输入模式下可选，防止射穿

四、电气规格

• ‌输入电压范围‌：V至V
• ‌输出电压‌：V（由内部线性调节器提供）
• ‌电气特性‌：
  • 低侧和高侧静态电流
  • 输出高低电平电压
  • 峰值源电流和沉电流
  • UVLO阈值及滞回
  • 可编程死区时间范围

五、功能描述

• ‌输入电压与线性调节器‌：
  • 输入电压为V至V，用于驱动两个低侧线性调节器（BPL和BPL）和一个高侧线性调节器（BPH）
  • BPL和BPL分别提供V和V输出，BPH提供V输出以驱动GaN FET栅极
• ‌自举操作‌：
  • 支持多种自举电容充电方法，包括通过内部自举开关或直接使用VIN充电
  • 需要外部自举二极管和电阻
• ‌死区时间控制‌：
  • 在PWM模式下，通过外部电阻设置高低侧输出之间的死区时间
• ‌输入互锁保护‌：
  • 在独立输入模式下可选，通过特定引脚配置启用或禁用

六、应用信息

• ‌典型应用‌：
  • 同步降压转换器
  • 全桥拓扑
  • 双低侧转换器应用
• ‌设计考虑‌：
  • 自举电容和二极管的选择
  • 旁路电容的放置
  • 输入和输出电阻的选择
  • 死区时间的设置
  • 热管理和布局优化

七、布局与热管理

• ‌布局指南‌：
  • 将GaN FET尽可能靠近栅极驱动器放置，以减小环路电感
  • 最小化自举充电路径的环路面积
  • 将所有旁路电容尽可能靠近各自引脚放置
• ‌热管理‌：
  • 使用低热阻封装和适当的PCB布局以消散热量
  • 监控结温，确保在推荐操作范围内

八、文档与支持

• ‌相关文档‌：提供产品数据表、应用笔记、评估模块用户指南等
• ‌支持资源‌：包括TI EE支持论坛、文档更新通知等

九、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：引脚陶瓷扁平封装（CFP）
• ‌尺寸‌：.mm x .mm（长x宽），高度因封装类型而异

该文档详细介绍了TPSH-SP栅极驱动器的技术规格、功能特性、应用指南、布局与热管理要求，以及相关的支持资源和封装信息。