UCC21540 5.7kVrms 4A/6A双通道隔离栅极驱动器数据手册

UCC2154x 是一款隔离式双通道栅极驱动器系列，具有高达 4A/6A 的峰值拉/灌电流，可驱动功率 MOSFET、IGBT 和 GaN 晶体管。采用 DWK 封装的 UCC2154x 还提供 3.3mm 的最小通道间距，从而实现更高的总线电压。
*附件：ucc21540.pdf

UCC2154x 系列可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个半桥驱动器。输入侧通过 5.7kVRMS 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）。

保护功能包括：电阻器可编程死区时间、同时关闭两个输出的禁用功能，以及输入引脚上高达 –5V 尖峰的负电压处理，持续 50 ns。所有电源均具有 UVLO 保护。

特性

• 宽体封装选项
  • DW SOIC-16：引脚 2 引脚转 UCC21520
  • DWK SOIC-14：3.3 mm Ch-2-Ch 间距
• 高达 4A 的峰值拉电流和 6A 峰值灌电流输出
• 高达 18V VDD 输出的驱动电源
  • 5V 和 8V VDD UVLO 选项
• CMTI 大于 125V/ns
• 切换参数：
  • 33ns 典型传播延迟
  • 6ns 最大脉宽失真
  • 10μs 最大 VDD 上电延迟
• 电阻器可编程死区时间
• TTL 和 CMOS 兼容输入
• 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
  • 5700VRMS 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栅极驱动器，设计用于驱动MOSFET、IGBT和GaN晶体管。该系列提供多种封装选项，包括DW SOIC-和DWK SOIC-，并支持高达A的峰值源电流和6A的峰值沉电流。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：输入侧与输出侧之间通过5.7-kV RMS的隔离屏障隔离。
• ‌宽电压范围‌：支持5.5V VCCI和最高V的VDD输出驱动电压。
• ‌高CMTI‌：共模瞬态免疫（CMTI）大于V/ns。
• ‌可编程死区时间‌：通过DT引脚连接外部电阻实现死区时间的编程。
• ‌多种保护功能‌：包括欠压锁定（UVLO）、可编程死区、禁用输入等。
• ‌认证与合规‌：计划获得多项安全相关认证，如0V PK的DIN EN IEC 7-（VDE -7）隔离标准。

三、应用领域

• 隔离型AC-DC和DC-DC电源供应器
• 服务器、电信、IT和工业基础设施
• 电机驱动器和太阳能逆变器
• 工业交通运输

四、功能描述

• ‌输入与输出逻辑‌：输入信号兼容TTL和CMOS逻辑，输出具有高速开关能力。
• ‌输出级结构‌：采用P-channel和N-channel MOSFET结合的pull-up结构，提供高峰值源电流。
• ‌UVLO保护‌：VCCI和VDDA/VDDB均具有UVLO保护，确保在电压不足时安全关闭输出。
• ‌可编程死区时间‌：通过DT引脚实现，防止上下桥臂直通。
• ‌禁用功能‌：DIS引脚拉高时可同时关闭两个输出。

五、典型应用

文档提供了UCC0在半桥配置中的典型应用电路，包括设计要求和详细设计步骤，如输入滤波器设计、死区时间电阻和电容选择、外部自举二极管选择、栅极电阻选择、功率损耗估计、结温估计等。

六、电源推荐

• ‌VCCI‌：推荐电压范围为V至5.5V，需连接旁路电容。
• ‌VDDA/VDDB‌：推荐电压范围为6V至8V，具体取决于被驱动功率器件的最大栅极电压。需连接旁路电容以支持高峰值电流。

七、布局指南

• ‌组件放置‌：栅极驱动器应尽可能靠近功率晶体管，以减小寄生电感。
• ‌旁路电容‌：VCCI、VDDA和VDDB的旁路电容应尽可能靠近相应引脚，以减小寄生阻抗。
• ‌地平面‌：为高电流路径提供低阻抗地平面，以减小噪声。
• ‌隔离性能‌：确保初级侧和次级侧之间的隔离性能，避免在驱动器下方放置PCB迹线或铜层。