UCC21530 5.7kVrms，4A/6A双通道隔离栅极驱动器数据手册

UCC21530 是一款隔离式双通道栅极驱动器，具有 4A 拉电流和 6A 灌电流峰值电流。它设计用于驱动高达 5MHz 的 IGBT、Si MOSFET 和 SiC MOSFET。

输入侧通过 5.7kVRMS 增强型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）。两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离允许高达 1850V 的工作电压。
*附件：ucc21530.pdf

该器件可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个具有可编程死区时间 （DT） 的半桥驱动器。EN 引脚拉低可同时关闭两个输出，并允许在保持开路或拉高时正常运行。作为故障安全措施，初级侧逻辑故障会强制两个输出为低电平。

该器件接受高达 25V 的 VDD 电源电压。3V 至 18V 的宽输入 VCCI 范围使驱动器适合与模拟和数字控制器连接。所有电源电压引脚均具有欠压锁定 （UVLO） 保护。

特性

• 通用：双低侧、双高侧或半桥驱动器
• 宽体 SOIC-14 （DWK） 封装
• 驱动器通道之间的间距为 3.3mm
• 切换参数：
  • 33ns 典型传播延迟
  • 20ns 最小脉冲宽度
  • 6ns 最大脉宽失真
• 共模瞬态抗扰度 （CMTI） 大于 125V/ns
• 4A 峰值拉电流、6A 峰值灌电流输出
• TTL 和 CMOS 兼容输入
• 3V 至 18V 输入 VCCI 范围
• 高达 25V VDD 输出的驱动电源
• 可编程重叠和死区时间
• 结温范围 –40 至 +150°C
• 安全相关认证（计划）：
  • 符合 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 的 8000VPK 增强型隔离
  • 5.7kVRMS 隔离，持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • 符合 GB4943.1-2022 的 CQC 认证

参数

方框图

一、产品概述

UCC0是一款隔离型双通道门驱动器，设计用于驱动IGBT、Si MOSFET和SiC MOSFET，最高可达MHz的开关频率。该驱动器具备A源电流和6A沉电流能力，适用于多种电源供应和电机驱动拓扑结构。

二、主要特性

• ‌隔离与保护‌：.kV RMS的强化隔离屏障，最小5V/ns的共模瞬态抗扰度（CMTI）。
• ‌灵活配置‌：可作为双低边、双高边或半桥驱动器使用，支持可编程死区时间。
• ‌宽输入范围‌：VCCI输入电压范围3V至8V，适合与数字和模拟控制器接口。
• ‌高可靠性‌：具备欠压锁定（UVLO）保护，防止因供电电压不足而损坏设备。
• ‌宽工作温度范围‌：支持-0°C至+°C的工作温度范围。

三、应用领域

• 太阳能串列和中央逆变器
• AC-to-DC和DC-to-DC充电桩
• AC逆变器和伺服驱动器
• AC-to-DC和DC-to-DC电源传输
• 能量存储系统

四、功能描述

• ‌可编程死区时间‌：通过DT引脚和接地电阻设置死区时间，防止半桥应用中的直通现象。
• ‌使能引脚‌：EN引脚低电平关断两个输出，高电平或悬空时正常工作。
• ‌UVLO保护‌：所有供电电压引脚（VCCI、VDDA、VDDB）均具备UVLO保护，确保在电压不足时关断输出。
• ‌输出特性‌：输出阶段采用P沟道MOSFET和额外的N沟道MOSFET并联结构，提供高峰值源电流和沉电流。

五、典型应用

文档提供了UCC0在半桥配置中驱动MOSFET的典型应用电路，包括设计要求和详细设计步骤。设计步骤涵盖了输入滤波器设计、死区时间电阻和电容选择、栅极驱动器输出电阻选择、栅极驱动器功率损耗估计、结温估计以及VCCI和VDD电容选择等内容。

六、电源推荐

• 推荐VCCI输入电压范围为V至V。
• VDDA和VDDB的推荐电压范围取决于UVLO版本，最高可达5V。
• 需要在VDD和VSS之间、VCCI和GND之间分别连接旁路电容，以支持高峰值电流。

七、布局指南

• ‌旁路电容放置‌：旁路电容应尽可能靠近相应的电源引脚，以最小化ESL和ESR。
• ‌接地设计‌：将高峰值电流限制在最小物理区域，以减小环路电感和最小化噪声。
• ‌高压隔离‌：确保隔离性能，避免在驱动器下方放置PCB走线或铜层。
• ‌热设计‌：增加连接到VDDA、VDDB、VSSA和VSSB引脚的PCB铜层面积，以改善热性能。