UCC21540A-Q1 汽车5.7kVrms，4A/6A双通道隔离栅极驱动器，具有5V UVLO和3.3mm通道间距数据手册

UCC21540-Q1 器件是一款隔离式双通道栅极驱动器，具有可编程死区时间和宽温度范围。该器件在极端温度条件下表现出一致的性能和稳健性。它采用 4 A 峰值拉电流和 6 A 峰值灌电流设计，可驱动功率 MOSFET、IGBT 和 GaN 晶体管。
*附件：ucc21540a-q1.pdf

UCC21540-Q1 可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个半桥驱动器。输入侧通过 5.7kVRMS 隔离栅与两个输出驱动器隔离，具有最小 125V/ns 的共模瞬态抗扰度 （CMTI）。

保护功能包括：电阻器可编程死区时间、同时关闭两个输出的禁用功能，以及输入引脚上高达 –5V 尖峰的负电压处理，持续 50 ns。所有电源均具有 UVLO 保护。

特性

• 符合 AEC Q100 标准：
  • 设备温度等级 1
• 功能安全 质量管理
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 结温范围 –40°C 至 150°C
• 高达 18V VDD 输出的驱动电源
  • 5V 和 8V VDD UVLO 选项
• CMTI 大于 125V/ns
• 切换参数：
  • 33ns 典型传播延迟
  • 6ns 最大脉宽失真
  • 10μs 最大 VDD 上电延迟

参数

方框图

一、产品概述

UCC0A-Q1是一款AEC Q0认证的增强型隔离双通道栅极驱动器，适用于HEV（混合动力电动车）和EV（电动车）电池充电器、隔离转换器、电机驱动和逆变器等应用。它具备可编程死区时间、宽温度范围以及高共模瞬态免疫（CMTI）等特性。

二、主要特性

• ‌AEC Q0认证‌：确保产品符合汽车电子应用的严格标准和要求。
• ‌宽温度范围‌：结温范围从-°C至°C，适用于极端环境条件。
• ‌增强型隔离‌：输入端与输出端之间通过5.7-kV RMS的隔离屏障隔离，提供高电气隔离性能。
• ‌高峰值电流‌：支持高达A的峰值源电流和6A的峰值沉电流。
• ‌高CMTI‌：共模瞬态免疫能力大于5V/ns，有效抵御共模噪声干扰。
• ‌多种保护功能‌：包括欠压锁定（UVLO）、可编程死区时间、禁用功能等，确保驱动器和被驱动器件的安全可靠运行。

三、应用领域

• HEV和EV电池充电器
• 隔离AC-DC和DC-DC电源供应器
• 电机驱动和逆变器
• 不间断电源（UPS）

四、功能描述

1. 输入与输出

• 输入端兼容TTL和CMOS逻辑电平，便于与数字控制器接口。
• 每个通道可独立控制，支持低边驱动、高边驱动或半桥驱动配置。
• 输出端提供稳定的栅极驱动电压，支持快速开关功率器件。

2. 保护功能

• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：当VCCI或VDDA/VDDB电压低于设定阈值时，自动关闭输出，防止误动作。
• ‌可编程死区时间‌：通过外部电阻调整死区时间，防止上下桥臂直通。
• ‌禁用功能‌：当DIS引脚置高时，同时关闭两个输出。

3. 电源管理

• 提供5V和V两种UVLO选项，适应不同供电需求。
• 内置高效电源管理电路，降低功耗。

五、典型应用

文档提供了UCC0A-Q1在半桥配置中驱动MOSFET的典型应用电路图，并详细说明了设计要求和步骤，包括输入滤波器设计、死区时间设置、自举电容和二极管选择、栅极驱动电阻计算、功率损耗估算和结温估算等。

六、电源推荐

• 推荐为VCCI引脚提供V至5.5V的输入供电电压。
• VDDA/VDDB输出偏置供电电压范围为6V至8V。
• 强调了在VCCI和VDDA/VDDB引脚上添加旁路电容的重要性，以滤除高频噪声。

七、布局指南

• 提供了详细的PCB布局指南，包括组件放置、接地考虑、高压考虑和热考虑等方面。
• 强调了隔离性能和热性能对布局的重要性，提供了布局示例供参考。