UCC27444-Q1 具有 -5V 输入能力的汽车类 4A 双通道低侧栅极驱动器数据手册

UCC27444-Q1 是一款双通道、高速、低侧栅极驱动器，可有效驱动 MOSFET 和 GaN 功率开关。UCC27444-Q1 的典型峰值驱动强度为 4 A，可缩短电源开关的上升和下降时间，降低开关损耗并提高效率。该器件的快速传播延迟（典型值为 18ns）通过改善系统的死区时间优化、脉冲宽度利用率、控制环路响应和瞬态性能，提高了功率级效率。
*附件：ucc27444-q1.pdf

UCC27444-Q1 可在其 INx 输入端处理 –5 V，从而提高了具有中等接地反弹的系统的稳健性。输入可以连接到大多数控制器输出，以实现最大的控制灵活性。独立的使能信号允许独立于主控制逻辑控制功率级。在系统故障的情况下，栅极驱动器可以通过将使能拉低来快速关断。许多高频开关电源在功率器件的栅极处会出现噪声，这些噪声可能会注入栅极驱动器的输出引脚，并可能导致驱动器发生故障。该器件的瞬态反向电流和反向电压能力使其能够容忍功率器件或脉冲变压器栅极上的噪声，并避免驱动器故障。

UCC27444-Q1 还具有低电压作和上电复位 （POR） 功能，以提高系统稳健性。当没有足够的偏置电压来完全增强功率器件时，栅极驱动器输出由强大的内部下拉 MOSFET 保持低电平。

特性

• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
  • 器件 HBM ESD 分类等级 H2
  • 器件 CDM ESD 分类等级 C6
• 每个通道的典型峰值拉电流和灌电流为 4A
• INA 和 INB 输入引脚能够处理 –5 V 电压
• 绝对最大 VDD 电压 20 V
• 4.5 V 至 18 V 的宽 VDD 工作范围
• 两个独立的栅极驱动通道
• 每个输出的独立启用功能
• 快速传播延迟（典型值为 18ns）
• 快速上升和下降时间（典型值为 11ns 和 7ns）
• 两个通道之间的典型延迟匹配为 1ns
• SOIC8 和 VSSOP8 PowerPAD™ 封装选项
• 工作结温范围为 –40°C 至 125°C

参数

方框图

1. 产品概述

UCC4-Q是一款专为汽车应用设计的0V、A双通道低侧门驱动器，具备-5V输入能力。该驱动器适用于高频率开关电源，如开关模式电源（SMPS）、功率因数校正（PFC）电路、DC/DC转换器、AC逆变器和VF驱动等。

2. 主要特性

• ‌双通道设计‌：每个通道具备独立的使能功能。
• ‌高驱动能力‌：每个通道的典型峰值源和沉电流为4A，降低了功率开关的上升和下降时间，减少了开关损耗。
• ‌低输入电压能力‌：输入引脚（INA、INB）能够处理-V电压，提高了系统在有地弹情况下的可靠性。
• ‌快速响应‌：典型的传播延迟为ns，上升和下降时间分别为1ns和ns，两个通道之间的延迟匹配为1ns。
• ‌宽工作电压范围‌：VDD工作电压范围从.V到V，绝对最大值为0V。
• ‌热性能‌：提供SOIC和VSSOP（带PowerPAD）封装选项，适用于不同的热管理需求。

3. 应用领域

• 开关模式电源（SMPS）
• 功率因数校正（PFC）电路
• DC/DC转换器
• AC逆变器
• 微逆变器
• DC快速充电站

4. 功能描述

4.1 输入阶段

• 输入引脚兼容TTL和CMOS逻辑电平，支持高至-5V的输入电压，增强了在噪声环境下的信号可靠性。
• 每个通道具备独立的使能引脚（ENA、ENB），允许独立控制每个输出。

4.2 输出阶段

• 输出电压摆动范围从GND到VDD，提供轨到轨输出驱动能力。
• 峰值源和沉电流能力高达A，适用于快速开关应用。
• 输出具备反向电流和反向电压承受能力，提高了对噪声的容忍度。

4.3 保护功能

• 上电复位（POR）保护：当VDD电压低于阈值时，输出被强制拉低。
• 独立的使能控制：允许在系统故障时快速关闭门驱动器。

5. 典型应用

文档提供了UCC4-Q在驱动MOSFET和GaN功率开关的典型应用电路图，并讨论了设计要求、布局指南和热考虑因素。

6. 电源推荐

• 推荐使用两个旁路电容器（一个≥1μF和一个0.1μF）并联在VDD和GND之间，以支持高峰值电流并减少噪声。
• 在设计时需确保VDD电压在推荐的工作范围内（4.5V至8V），并考虑POR阈值和滞回特性。

7. 布局指南

• 门驱动器应尽可能靠近功率开关放置，以减小栅极驱动回路的寄生电感。
• VDD旁路电容器应尽可能靠近门驱动器放置，以提供低阻抗路径。
• 输入和输出信号迹线应分开，以减少噪声耦合。
• 使用地平面进行噪声屏蔽，并确保地平面与门驱动器和其他关键组件的良好连接。