UCC23113 具有功能隔离 （1.2kVRMS） 的 4A/5A 单通道光兼容隔离式栅极驱动器数据手册

UCC23113 适用于 IGBT、MOSFET 和 SiC MOSFET 的光兼容、单通道、隔离式栅极驱动器，具有 5A 拉电流和 5A 灌电流峰值输出电流以及 1.5kV 直流功能隔离。30 V 的高电源电压范围允许使用双极电源来有效驱动 IGBT 和 SiC 功率 FET。UCC23113 可以驱动低侧和高侧功率 FET。
*附件：ucc23113.pdf

与基于标准光耦合器的栅极驱动器相比，主要特性和特性带来了显著的性能和可靠性提升，同时在原理图和布局设计中保持了引脚对引脚的兼容性。性能亮点包括高共模瞬态抗扰度 （CMTI）、低传播延迟和小脉宽失真。严格的过程控制会导致较小的零件间偏差。输入级是仿真二极管 （e-diode），与光耦合器栅极驱动器中的传统 LED 相比，这意味着具有长期可靠性和出色的老化特性。它采用爬电距离和间隙为 >8.5 mm 的拉伸 SO6 封装，以及相对漏电起痕指数 （CTI） 为 600 V 的 I 组模塑料>。

UCC23113 的高性能和可靠性使其成为所有类型的电机驱动器、太阳能逆变器、工业电源和电器的理想选择。更高的工作温度为传统光耦合器以前无法支持的应用提供了机会。

特性

• 具有光兼容输入的 1.5kV 直流单通道隔离栅极驱动器
• 引脚对引脚、直接升级，适用于光电隔离栅极驱动器
• 5A 拉电流/5A 灌电流，峰值输出电流
• 最大 30V 输出驱动器电源电压
• 12V VDD 欠压锁定
• 轨到轨输出
• 105ns（最大值）传播延迟
• 25ns（最大值）器件间延迟匹配
• 35ns（最大值）脉宽失真
• 100kV/μs（最小值）共模瞬态抗扰度 （CMTI）
• 输入级上的 5V 反极性电压处理能力，支持互锁
• 具有 >8.5mm 爬电距离和间隙的加长 SO-6 封装
• 工作结温 TJ：–40°C 至 +150°C

参数

方框图

一、产品概述

UCC3是一款单通道隔离栅极驱动器，专为IGBT、MOSFET和SiC MOSFET设计，具有A的源极和漏极峰值输出电流，以及1.5kV DC的功能隔离。该驱动器采用光耦兼容输入，是光耦隔离栅极驱动器的引脚对引脚升级替代品，提供了更高的性能和可靠性。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：.kV DC功能隔离。
• ‌高峰值输出电流‌：5A源极和A漏极峰值输出电流。
• ‌宽供电电压范围‌：最大0V输出驱动器供电电压。
• ‌低传播延迟‌：最大5ns传播延迟。
• ‌ 高共模瞬态免疫力（CMTI） ‌：最小0kV/μs。
• ‌光耦兼容输入‌：采用模拟二极管（e-diode）输入，替代传统LED，提高可靠性和稳定性。
• ‌高工作温度范围‌：操作结温范围-°C至+0°C。

三、应用领域

• 工业电机控制驱动器
• 太阳能逆变器
• 工业电源、UPS
• 感应加热

四、功能描述

1. 输入阶段

• ‌模拟二极管（e-diode）输入‌：无需供电，通过前向电流控制开关状态。
• ‌高反向电压处理能力‌：输入阶段支持高达5V的反向电压，适用于互锁架构。

2. 输出阶段

• ‌高输出电流能力‌：支持A的源极和漏极峰值输出电流。
• ‌轨到轨输出‌：输出电压范围从V_EE到V_DD。
• ‌保护功能‌：包括欠压锁定（UVLO）、有源下拉和短路钳位。

3. 隔离技术

• ‌高共模瞬态免疫力‌：通过差分配置的高压SiO电容器实现，提供最佳的CMTI性能。
• ‌信号调制‌：采用开关键控（OOK）调制方案，通过隔离屏障传输数字信号。

五、典型应用

文档提供了UCC3在驱动IGBT的典型应用电路图，并详细讨论了设计要求和布局指南，包括输入电阻的选择、输出电阻的设计、功率损耗的估计以及布局注意事项。

六、电源推荐

• 输出供电电压V_DD推荐范围为3V至0V，需考虑UVLO阈值和系统需求。
• 建议在V_DD和V_EE之间使用低ESR陶瓷旁路电容器，以支持高峰值电流并减少噪声。

七、布局指南

• 栅极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。
• 旁路电容器应尽可能靠近IC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。
• 注意隔离区域的布局，避免污染隔离屏障。