UCC21732 5.7kVrms、±10A 单通道隔离式栅极驱动器，具有 2 级关断功能，用于 IGBT/SiC FET数据手册

UCC21732 是一款电流隔离式单通道栅极驱动器，专为高达 2121V 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。UCC21732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 1.5kVRMS 的工作电压、12.8kVPK 浪涌抗扰度和超过 40 年的隔离栅寿命，并提供低器件间偏斜、>150V/ns 共模噪声抗扰度 （CMTI）。
*附件：ucc21732.pdf

该UCC21732包括最先进的保护功能，例如快速过流和短路检测、分流电流传感支持、故障报告、有源米勒钳位、输入和输出侧电源 UVLO，以优化 SiC 和 IGBT 开关行为和稳健性。隔离式模拟转 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

• 5.7kVRMS 单通道隔离栅极驱动器
• 高达 2121Vpk 的 SiC MOSFET 和 IGBT
• 33V 最大输出驱动电压 （VDD-VEE）
• ±10A 驱动强度和分离输出
• 最小 CMTI 为 150V/ns
• 270ns 响应时间快速过流保护
• 发生故障时内部 2 级关断
• 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 噪声瞬态和脉冲
• 12V VDD UVLO，RDY 上电源正常
  • VDD UVLO 12V
• 具有过冲/下冲瞬态电压的输入/输出抗扰度高达 5V
• 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：
  • 8000VPK VIOTM 和 2121VPK VIORM 增强型隔离，符合 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 标准
  • 5700VRMS 隔离，持续 1 分钟，符合 UL1577 标准

参数

方框图

一、产品概述

UCC2是一款A源/漏极增强型隔离单通道门极驱动器，专为SiC MOSFET和IGBT设计，具备主动保护功能、隔离模拟传感和高共模瞬态抑制能力（CMTI）。该驱动器适用于工业电机驱动、服务器与电信电源、不间断电源（UPS）以及太阳能逆变器等应用。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：提供5.7kV RMS的单通道隔离，支持SiC MOSFET和IGBT高达1V的峰值电压。
• ‌强驱动能力‌：具有±0A的驱动强度，输出驱动电压可达V（VDD-VEE）。
• ‌快速保护‌：0ns的快速过流保护响应时间，内置两级关断功能以应对故障。
• ‌隔离模拟传感‌：集成隔离模拟传感器，可通过PWM输出进行温度监测（使用NTC、PTC或热二极管），以及高压DC链路或相电压监测。
• ‌高CMTI‌：最小CMTI为V/ns，提供优异的抗共模噪声能力。
• ‌宽工作温度范围‌：操作结温范围为-°C至°C。

三、应用领域

• 工业电机驱动
• 服务器、电信和工业电源供应
• 不间断电源（UPS）
• 太阳能逆变器

四、功能描述

1. 保护功能

• ‌过流保护‌：支持基于SenseFET、去饱和电路和分流电阻器的过流检测，具有两级关断功能以减少短路能量并限制功率半导体上的过压。
• ‌短路保护‌：快速检测短路故障并触发保护机制。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：对VCC和VDD电源进行UVLO保护，确保在电源异常时保护系统。
• ‌活动米勒钳位‌：防止因米勒电容引起的误开通。

2. 模拟传感与反馈

• ‌隔离模拟至PWM传感‌：允许通过隔离屏障传输模拟信号（如温度或电压），并以PWM信号形式输出，便于DSP/MCU处理。

3. 控制与监测

• ‌RST/EN引脚‌：用于使能/禁用输出侧，并可通过拉低该引脚来重置过流故障信号。
• ‌FLT故障报警输出‌：在过流或短路时输出低电平报警信号。
• ‌RDY电源就绪指示‌：通过开漏输出指示VCC和VDD电源是否就绪。

五、典型应用

文档提供了基于IGBT的半桥典型应用电路，详细说明了设计要求和详细设计步骤，包括输入滤波器设计、PWM互锁、FLT/RDY/RST/EN引脚电路、外部米勒钳位电路、过流和短路保护电路等。

六、电源推荐

• ‌VCC电源‌：推荐使用V至5.5V的电源，并连接至少1µF的旁路电容。
• ‌VDD和VEE电源‌：推荐使用V至V的电源，并连接至少0µF的旁路电容以支持指定的门极驱动峰值电流能力。

七、布局指南

• ‌电容放置‌：旁路电容应尽可能靠近VCC、VDD和VEE引脚放置，以减小寄生电感和电压波动。
• ‌驱动器放置‌：驱动器应尽量靠近功率半导体放置，以减少栅极回路的寄生电感。
• ‌接地设计‌：使用接地平面屏蔽输入信号和输出信号，避免噪声耦合。