UCC21710-Q1 汽车级 5.7kVrms 10A 单通道隔离式栅极驱动器数据手册

UCC21710-Q1 是一款电流隔离式单通道栅极驱动器，专为高达 1700V 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。UCC21710-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 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，并提供低器件间偏移和 >150V/ns 共模噪声抗扰度 （CMTI）。
*附件：ucc21710-q1.pdf

UCC21710-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

• 5.7kVRMS 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
• 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
• 4A 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 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
• 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

参数

方框图

一、产品概述

UCC0-Q是一款0A源/漏增强型隔离单通道门驱动器，专为SiC MOSFET和IGBT设计，具备高级保护功能和隔离模拟传感能力。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）/EV的DC/DC转换器等应用。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：支持5.7kV RMS的单通道隔离电压。
• ‌宽温度范围‌：-0°C至+°C的宽温度工作范围，符合AEC-Q0汽车应用标准。
• ‌强驱动能力‌：±A的峰值源/漏电流，最大输出驱动电压可达3V（VDD-VEE）。
• ‌快速保护‌：0ns响应时间的快速过电流保护。
• ‌高CMTI‌：最小共模瞬态抑制比（CMTI）为V/ns。
• ‌软关断‌：mA软关断电流，防止过电流和短路时的损坏。
• ‌隔离模拟传感‌：具有隔离模拟到PWM信号功能，用于温度或电压传感。

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

• ‌电源管理‌：
  • 输入侧（VCC）支持3V至.V的宽电压范围。
  • 输出侧（VDD、VEE）支持3V至3V的宽电压范围，且支持双极电源配置。
• ‌驱动能力‌：具有±A的峰值源/漏电流，可直接驱动SiC MOSFET和IGBT模块，无需额外缓冲电路。
• ‌保护功能‌：
  • UVLO（欠压锁定）：输入侧（VCC）和输出侧（VDD）均具有UVLO保护功能。
  • 过电流和短路保护：具有快速检测和软关断功能，防止功率器件损坏。
  • DESAT保护：支持基于SenseFET、去饱和电路和分流电阻的过电流检测。
  • 主动米勒钳位：防止米勒效应引起的误开通。
  • 过温保护：监控结温，防止过热损坏。
• ‌隔离模拟传感‌：将隔离的模拟信号（如温度或电压）转换为PWM信号，便于微控制器（MCU）监测。

五、典型应用

文档提供了UCC0-Q在半桥电路中的典型应用示例，包括设计要求、详细设计步骤和布局指南。典型应用涵盖了电源系统设计、输入滤波器设计、PWM互锁、故障信号处理、开关电阻选择、功率损耗计算等方面。

六、电源推荐

为确保可靠运行，建议使用低ESR/ESL的陶瓷电容对电源进行旁路处理。推荐在VCC和GND之间使用1µF的电容，在VDD和COM、VEE和COM之间分别使用大于0µF的电容。

七、布局指南

• 驱动器应尽可能靠近功率半导体放置，以减小寄生电感。
• 旁路电容应尽可能靠近电源引脚放置。
• COM引脚应连接到SiC MOSFET的源极或IGBT的发射极的凯尔文连接点。
• 输入侧应使用地平面来屏蔽输入信号，输出侧则根据具体应用场景决定是否使用地平面。
• 避免在隔离屏障下方放置PCB走线或铜层，以防噪声耦合。