UCC23513-Q1 汽车级 5.7kVrms，4A/5A 单通道光兼容隔离式栅极驱动器数据手册

UCC23513-Q1 驱动器是适用于 IGBT、MOSFET 和 SiC MOSFET 的光兼容、单通道、隔离式栅极驱动器，具有 4.5A 的拉电流和 5.3A 的灌电流峰值输出电流和 5.7kVRMS隔离等级。33V 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。UCC23513-Q1 可以驱动低侧和高侧功率 FET，与基于光耦合器的栅极驱动器相比，性能和可靠性得到了显著提升，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。高性能和可靠性使其成为汽车电机驱动的理想选择，例如牵引逆变器、车载充电器、直流充电站以及汽车 HVAC 和加热系统。更高的工作温度为传统光耦合器不支持的应用提供了机会。
*附件：ucc23513-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
• 5.7kV 电压RMS具有光兼容输入的单通道隔离式栅极驱动器
• 引脚对引脚、直接升级，适用于光电隔离栅极驱动器
• 4.5A 拉电流/5.3A 灌电流，峰值输出电流
• 最大 33V 输出驱动器电源电压
• 8V （B） 或 12V VCC UVLO 选项
• 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
• 150kV/μs（最小值）共模瞬态抗扰度 （CMTI）
• 隔离栅寿命 >50 年
• 输入级上的 13V 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，T J ： –40°C 至 +150°C
• 功能安全
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 安全相关认证：
  • 8000 伏PK符合 DIN V VDE V0884-11：2017-01 的增强隔离（正在进行中）
  • 5.7kV 电压RMS隔离 1 分钟，符合 UL 1577 标准

参数

一、产品概述

UCC3-Q是一款AEC-Q0认证的单通道隔离栅极驱动器，专为汽车应用设计。它支持IGBTs、MOSFETs和SiC MOSFETs等功率半导体器件，提供高达4.5A的源电流和5.3A的沉电流，同时具备.-kV RMS的隔离电压和-kV/μs的共模瞬态免疫能力。

二、主要特性

• ‌高性能隔离‌：5.7-kV RMS隔离电压，支持-V PK的强化隔离测试。
• ‌宽电压范围‌：输出驱动电源电压最高可达V，适用于多种供电配置。
• ‌低延迟与高精度‌：最大传播延迟ns，部分到部分延迟匹配5ns，脉冲宽度失真ns。
• ‌高共模瞬态免疫‌：0-kV/μs的CMTI能力，有效抵抗共模噪声干扰。
• ‌高可靠性‌：AEC-Q认证，适用于严苛的汽车环境。
• ‌灵活配置‌：提供-V或2-V的VCC UVLO选项，满足不同应用需求。

三、应用领域

• ‌电动汽车牵引逆变器‌
• ‌车载充电器和直流充电站‌
• ‌HVAC系统‌
• ‌加热器‌
• ‌工业电机控制驱动器‌

四、功能描述

1. 输入与隔离

• 输入采用模拟二极管（e-diode），无需光耦合器，提高可靠性和长期稳定性。
• 隔离屏障寿命超过年，确保长期可靠运行。

2. 输出特性

• 提供4.5A源电流和.A沉电流，满足高功率开关需求。
• 轨到轨输出，支持正负供电配置。
• 低输出阻抗，快速响应功率开关需求。

3. 保护功能

• UVLO（欠压锁定）保护，防止在电源电压不足时误操作。
• 反向极性电压处理能力，输入端支持高达4V的反向电压。
• 过温保护，确保器件在高温环境下的安全运行。

五、典型应用

文档提供了UCC3-Q在驱动IGBT的典型应用电路图，并详细说明了设计要求和步骤，包括输入电阻选择、输出电阻选择、功率损耗估算和结温估算等。

六、电源推荐

推荐为VCC引脚添加低ESR的陶瓷旁路电容，以滤除高频噪声并保持电压稳定。对于远距离供电的情况，建议使用隔离电源生成方案。

七、布局指南

• ‌最小化寄生电感‌：栅极驱动器和功率开关应尽量靠近，减少寄生电感。
• ‌合理接地‌：避免高电流回路与信号线交叉，减少噪声干扰。
• ‌热管理‌：利用PCB上的大面积铜层进行散热，确保器件在高温环境下稳定运行。