UCC21759-Q1 汽车级3.0kVrms，±10A单通道隔离栅极驱动器数据手册

UCC21759-Q1 是一款电流隔离式单通道栅极驱动器，专为高达 900V 直流工作电压的 SiC MOSFET 和 IGBT 而设计，具有先进的保护功能、一流的动态性能和稳健性。UCC21759-Q1 具有高达 ±10A 的峰值拉电流和灌电流。

输入侧采用 SiO2 电容隔离技术与输出侧隔离，支持高达 636VRMS 的工作电压，隔离栅寿命超过 40 年，6kVPK 浪涌抗扰度，并提供低器件间偏移和 >150V/ns 共模噪声抗扰度 （CMTI）。
*附件：ucc21759-q1.pdf

UCC21759-Q1 包括最先进的保护功能，例如快速短路检测、故障报告、有源米勒钳位以及针对 SiC 和 IGBT 功率晶体管优化的输入和输出侧电源 UVLO。隔离式模量转 PWM 传感器可用于更轻松地进行温度或电压传感，进一步提高驱动器的多功能性，并简化系统设计工作量、尺寸和成本。

特性

• 3kVRMS 单通道隔离栅极驱动器
• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 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 3A
  • 器件 CDM ESD 分级等级 C3
• 驱动高达 900Vpk 的 SiC MOSFET 和 IGBT
• 33V 最大输出驱动电压 （VDD-VEE）
• 高峰值驱动电流和高 CMTI
• ±10A 驱动强度和分离输出
• 最小 CMTI 为 150V/ns
• 200ns 响应时间快速 DESAT 保护
• 4A 内部有源米勒箝位
• 故障条件下 400mA 软关断
• 带 PWM 输出的隔离模拟传感器，用于
  • 使用 NTC、PTC 或热敏二极管进行温度传感
  • 高压 DC-Link 或相电压
• FLT 过流报警，并从 RST/EN 复位
• RST/EN 上的快速启用/禁用响应
• 抑制输入引脚上的 <40ns 噪声瞬变和脉冲
• 12V VDD UVLO，RDY 上电源良好
• 输入/输出具有高达 5V 的过冲/欠冲瞬态电压抗扰度
• 130ns（最大）传播延迟和 30ns（最大）脉冲/部件偏移
• SOIC-16 DW 封装，爬电距离和间隙距离> 8mm
• 工作结温 –40°C 至 +150°C
• 安全相关认证：
  • 符合 EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 的 4242VPK 基本隔离

参数

方框图

一、产品概述

UCC9-Q是一款专为SiC MOSFET和IGBT设计的单通道隔离栅极驱动器，适用于电动汽车（EV）牵引逆变器、车载充电器、混合动力电动汽车（HEV）/EV的DC/DC转换器等高功率应用。该驱动器具备高CMTI（共模瞬态免疫）、快速DESAT保护、内置有源米勒钳位、隔离模拟传感和PWM输出等先进功能。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：kV RMS隔离电压，支持高达V DC的操作电压。
• ‌高驱动能力‌：±A的峰值源/沉电流，适用于高功率应用。
• ‌高CMTI‌：大于0V/ns的共模瞬态免疫，确保系统可靠性。
• ‌快速DESAT保护‌：0ns响应时间的DESAT保护，有效防止短路和过流。
• ‌有源米勒钳位‌：内置A有源米勒钳位，防止假开启。
• ‌隔离模拟传感‌：通过隔离的模拟传感和PWM输出，实现温度或电压监测。
• ‌AEC-Q认证‌：符合汽车电子应用的严格要求。

三、应用领域

• 电动汽车（EV）牵引逆变器
• 车载充电器和充电桩
• 混合动力电动汽车（HEV）/EV的DC/DC转换器

四、功能描述

1. 栅极驱动

• ‌高/低侧驱动‌：支持高侧或低侧驱动配置。
• ‌分裂输出‌：OUTH和OUTL分裂输出，允许独立控制开通和关断速度。
• ‌强驱动能力‌：±A的峰值源/沉电流，确保快速开关和低损耗。

2. 保护功能

• ‌DESAT保护‌：快速检测IGBT或SiC MOSFET的VDS或VCE过压，实现软关断保护。
• ‌ UVLO（欠压锁定） ‌：VCC和VDD的UVLO保护，防止低电压条件下的误动作。
• ‌有源米勒钳位‌：防止米勒效应引起的假开启。
• ‌短路钳位‌：在短路条件下将输出钳位至略高于VDD，保护功率器件。

3. 监测与报告

• ‌隔离模拟传感‌：通过AIN引脚监测温度或电压，并通过APWM引脚输出隔离的PWM信号。
• ‌故障报告‌：通过FLT引脚报告过流或短路故障，RST/EN引脚实现故障复位和使能控制。

五、典型应用

文档提供了UCC9-Q在半桥配置中的典型应用电路图，并详细说明了设计要求和步骤，包括输入滤波器设计、DESAT电路配置、栅极电阻选择、功率损耗估算、结温估算以及隔离模拟传感电路的设计等。

六、电源推荐

• 推荐VCC供电电压范围为3V至.V。
• VDD和VEE供电电压范围分别为3V至3V和-V至0V（相对于COM）。
• 强调了在VCC、VDD和VEE引脚上添加旁路电容的重要性，以稳定供电电压并滤除高频噪声。

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，建议将驱动器放置在靠近功率器件的位置，以减少寄生电感。