UCC21750-Q1 汽车5.7kVrms，±10A单通道隔离栅极驱动器数据手册

UCC21750-Q1 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。UCC21750-Q1 具有高达 ±10A 的峰值拉电流和灌电流。

输入侧采用 SiO 2 电容隔离技术与输出侧隔离，支持高达 1.5 kV RMS 的工作电压、12.8 kV PK 浪涌抗扰度，隔离栅寿命超过 40 年，并提供低器件间偏移和> 150 V/ns 共模噪声抗扰度 （CMTI）。
*附件：ucc21750-q1.pdf

UCC21750-Q1 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、有源米勒钳位以及输入和输出侧电源 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的温度或电压传感，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

• 5.7kV RMS 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 分类等级 C3
• 高达 2121V pk 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
• 200ns 响应时间快速 DESAT 保护
• 4-A 内部主动式米勒夹具
• 发生故障时 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
  • 高压直流母线或相电压
• 过流警报 FLT 并从 RST/EN 复位
• RST/EN 的快速启用和禁用响应
• 抑制 < 40ns 噪声瞬态和输入引脚上的脉冲
• 12V VDD UVLO，RDY 上电源正常
• 输入/输出具有高达 5 V 的过冲/下冲瞬态电压抗扰度
• 130ns（最大值）传播延迟和 30ns（最大值）脉冲/部件偏移
• SOIC-16 DW 封装，爬电距离和间隙距离> 8 mm
• 工作结温 –40°C 至 150°C

参数

方框图

一、产品概述

UCC0-Q是一款针对SiC MOSFET和IGBT设计的0A源/漏增强型隔离单通道栅极驱动器，具有主动保护功能、隔离模拟传感和高共模瞬态抑制能力（CMTI）。该驱动器适用于电动汽车（EV）牵引逆变器、车载充电器、混合动力电动汽车（HEV）的DC/DC转换器等高功率应用。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：.kV RMS隔离电压，支持1.5kV RMS工作电压和.kV峰值浪涌免疫。
• ‌强驱动能力‌：±A峰值源和漏电流，可直接驱动SiC MOSFET和IGBT模块。
• ‌快速保护‌：0ns响应时间的快速DESAT保护，防止过流和短路。
• ‌隔离模拟传感‌：支持温度传感、高压直流母线电压传感等，输出PWM信号。
• ‌高CMTI‌：>0V/ns的共模瞬态抑制能力，确保系统稳定性。
• ‌多种保护功能‌：包括过流和短路保护、UVLO（欠压锁定）、软关断等。

三、应用领域

• 牵引逆变器（EVs）
• 车载充电器和充电堆
• HEV/EV的DC/DC转换器

四、功能描述

• ‌主动米勒钳位‌：内部和外部米勒钳位功能，防止快速切换时的误触发。
• ‌DESAT保护‌：快速检测IGBT的Vce电压，实现过流和短路保护。
• ‌UVLO保护‌：输入和输出侧均具备UVLO保护，确保供电稳定。
• ‌软关断‌：检测到故障时，以0mA的电流软关断IGBT，减少能量损耗和过压击穿风险。
• ‌隔离模拟传感‌：通过AIN引脚输入模拟信号，转换为PWM信号输出，用于温度或电压监测。

五、典型应用

文档提供了一个使用UCC-Q1驱动IGBT模块的典型半桥应用电路，包括设计要求、设计步骤和布局指南。详细描述了如何选择合适的栅极电阻、计算峰值栅极电流、估计功率损耗等。

六、电源推荐

• ‌ 输入供电电压（VCC） ‌：3V至.V，推荐使用µF电容旁路至GND。
• ‌ 输出供电电压（VDD和VEE） ‌：宽范围供电，VDD最高可达V，VEE最低可达-5V，推荐使用µF电容旁路至COM。

七、布局指南

• ‌驱动器位置‌：应尽可能靠近功率半导体，减小栅极回路的寄生电感。
• ‌旁路电容‌：输入和输出侧的旁路电容应尽可能靠近相应的供电引脚放置。
• ‌地平面‌：输入侧建议使用地平面屏蔽输入信号，输出侧根据具体应用决定是否使用地平面。
• ‌隔离屏障‌：避免在隔离屏障下方放置PCB走线或铜层，以防噪声耦合。