UCC5880-Q1 具有高级保护功能的汽车级 20A 实时可变 IGBT/SiC MOSFET 隔离式栅极驱动器数据手册

UCC5880-Q1 器件是一款隔离式、高度可配置的可调驱动强度栅极驱动器，旨在驱动 EV/HEV 应用中的高功率 SiC MOSFET 和 IGBT。该器件包括功率晶体管保护，例如基于分流电阻器的过流、过热（PTC、NTC 或二极管）和 DESAT 检测，在这些故障期间具有可选的软关断或两级软关断。集成的 10 位 ADC 可监控多达 2 个模拟输入、VCC2、DESAT 和栅极驱动器温度，以增强系统管理。集成了诊断和检测功能，以简化符合 ASIL 标准的系统的设计。这些功能的参数和阈值可通过 SPI 进行配置，这使得该器件几乎可以与任何 SiC MOSFET 或 IGBT 一起使用。
*附件：ucc5880-q1.pdf

特性

• 具有实时可变驱动强度的双输出驱动器
  • ±15A 和 ±5A 驱动电流输出
  • 数字输入引脚 （GD*），用于无 SPI 的驱动强度调整
  • 3 个电阻器设置 R1、R2 或 R1||R2
  • 集成 4A 有源米勒钳位或用于米勒钳位晶体管的可选外部驱动器
• 初级侧和次级侧有源短路 （ASC） 支持
• 内部和外部电源的欠压和过压保护
• 驱动器芯片温度感应和过温保护
• 短路保护：
  • 对 DESAT 事件的响应时间为 110ns
  • DESAT 保护 – 选择高达 14V 的电压
  • 基于分流电阻器的短路 （SC） 和过流 （OC） 保护
  • 可配置的保护阈值和消隐时间
  • 可编程软关断 （STO） 和两级软关断 （2STO） 电流
• 集成 10 位 ADC
  • 能够测量电源开关温度、DC Link 电压、驱动器芯片温度、DESAT 引脚电压、VCC2 电压
  • 可编程数字比较器
• 先进的 VCE/VDS 箝位电路
• 符合功能安全标准
  • 专为功能安全应用而开发
  • 提供文档，以帮助 ISO 26262 系统设计达到 ASIL D
• 集成诊断：
  • 用于保护比较器的内置自检 （BIST）
  • 用于功率器件健康监测的栅极阈值电压测量
  • INP 到晶体管栅极路径完整性
  • 内部时钟监控
  • 故障警报和警告输出 （nFLT*）
  • ISO 通信数据完整性检查
• 基于 SPI 的器件重配置、验证、监控和诊断
• 150V/ns CMTI
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度
  • 器件 HBM ESD 分类 2 级
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C2b

参数

方框图

UCC-Q技术文档总结

一、产品概述

• ‌产品名称‌：UCC-Q
• ‌类型‌：隔离型可调栅极驱动器
• ‌应用‌：主要针对电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的牵引逆变器及功率模块

二、主要特性

• ‌双输出驱动‌：具有实时可变驱动强度，提供±A和±A的驱动电流输出
• ‌保护功能‌：
  • 主侧和次侧主动短路(ASC)支持
  • 欠压和过压保护
  • 驱动器芯片温度感测和过温保护
  • DESAT保护，响应时间ns
  • 分流电阻基短路和过流保护
  • 可编程软关断(STO)和两级软关断(STO)
• ‌集成位ADC‌：用于监测功率开关温度、DC链路电压、驱动器芯片温度和DESAT引脚电压等
• ‌功能安全‌：符合功能安全应用要求，提供ISO 系统设计的文档支持
• ‌诊断功能‌：内置自测试(BIST)、栅极阈值电压测量、内部时钟监控等
• ‌SPI接口‌：用于设备重新配置、验证、监控和诊断
• ‌ 高共模瞬态免疫(CMTI) ‌：V/ns
• ‌AEC-Q认证‌：满足汽车级环境要求

三、引脚配置与功能

• ‌主侧引脚‌：包括VCC、GND、nFLT、nFLT、GD-GD、ASC_EN_PRI、ASC_PRI、INN、INP等，用于供电、故障指示、驱动强度调整、主动短路控制及PWM信号输入
• ‌次侧引脚‌：包括VCC、GND、VEE、VCP、OUTH/、OUTL/、CLAMP、DESAT、CS、AI/、VREF等，用于供电、栅极驱动输出、米勒钳位控制、电流感测及模拟输入

四、电源推荐

• ‌VCC‌：V至.V，用于主侧供电
• ‌VCC‌：V至V，用于次侧高电位供电
• ‌VEE‌：-V至V，用于次侧低电位供电

五、布局指南

• ‌组件放置‌：低ESR和低ESL电容应尽可能靠近VCC、GND、VCC、VEE和GND引脚
• ‌接地考虑‌：限制高峰值电流的环路面积，以减小电感并降低栅极端子的噪声
• ‌高压考虑‌：避免在驱动器下方放置PCB走线或铜层，以确保隔离性能
• ‌热管理‌：通过适当的PCB布局消散热量，并优先最大化VEE的连接

六、文档与支持

• ‌设备支持‌：提供第三方产品免责声明
• ‌文档更新通知‌：用户可注册接收文档更新通知
• ‌支持资源‌：包括TI EE支持论坛、商标信息、静电放电(ESD)警告等

七、封装与尺寸

• ‌封装类型‌：DFC SSOP 引脚封装
• ‌尺寸‌：.mm x .mm（体尺寸），.mm x .mm（包括引脚）

该文档详细描述了UCC-Q隔离型可调栅极驱动器的技术规格、引脚功能、电源推荐、布局指南、文档与支持资源以及封装尺寸信息，适用于需要高精度、高可靠性和多功能保护的汽车级应用。