UCC21520 5.7kVRMS 4A/6A 双通道隔离式栅极驱动器，具有双输入和禁用引脚数据手册

UCC21520 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 的功率 MOSFET、IGBT 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 1500VDC 的工作电压。
*附件：ucc21520.pdf

每个驱动器都可以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。禁用引脚在设置为高电平时同时关闭两个输出，并在保持开路或接地时允许正常作。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。

每个器件都接受高达 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。

凭借所有这些高级功能，UCC21520 可实现高效率、高功率密度和稳健性。

每个器件都接受高达 25 V 的 VDD 电源电压。3 V 至 18 V 的宽输入 VCCI 范围使该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。

凭借所有这些高级功能，UCC21520 和 UCC21520A 可在各种电源应用中实现高效率、高功率密度和稳健性。

特性

• 结温范围 –40 至 +150°C
• 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
• 浪涌抗扰度高达 10kV
• 4A 峰值拉电流、6A 峰值灌电流输出
• 3V 至 18V 输入 VCCI 范围，可与数字和模拟控制器连接
• 高达 25V VDD 输出的驱动电源
  • 5V 和 8V VDD UVLO 选项
• 可编程重叠和死区时间
• 快速禁用电源排序
• 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

概述

UCC0是一款由Texas Instruments（TI）生产的隔离双通道栅极驱动器，专为驱动功率MOSFET、IGBT和SiC MOSFET设计。该驱动器具有.kV RMS的隔离电压，适用于需要高隔离和高效能的应用场景，如电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）电池充电器、隔离DC-DC和AC-DC电源供应器等。

主要特性

• ‌高隔离电压‌：.kV RMS的隔离电压，确保电气安全。
• ‌双通道设计‌：每个设备包含两个独立的输出通道，可配置为低侧驱动、高侧驱动或半桥驱动。
• ‌高电流能力‌：每个通道提供4A的源电流和6A的灌电流，支持高达5MHz的开关频率。
• ‌灵活供电‌：输入侧VCCI范围为3V至8V，输出侧VDD范围可达V，适用于数字和模拟控制器接口。
• ‌丰富保护功能‌：包括欠压锁定（UVLO）、可编程死区时间、快速禁用、故障保护和热关断等。

功能描述

栅极驱动

• ‌高速响应‌：具有短的传播延迟（3ns典型值）和脉冲宽度失真（6ns最大值），确保快速且准确的栅极控制。
• ‌高电流驱动‌：每个通道支持高达A的源电流和A的灌电流，适用于驱动大容性负载的功率半导体器件。

保护机制

• ‌UVLO保护‌：输入侧VCCI和输出侧VDD均具有UVLO功能，确保在供电不足时自动关断输出，防止误操作。
• ‌可编程死区时间‌：通过DT引脚和编程电阻实现死区时间的灵活设置，防止半桥或H桥电路中的直通现象。
• ‌故障保护‌：内置故障检测电路，在检测到过流、短路等故障时快速关断输出，并通过FLT引脚输出故障信号。

其他功能

• ‌快速禁用‌：通过禁用引脚（DIS）实现快速关断两个输出通道，适用于需要紧急关断的应用场景。
• ‌热关断‌：内置热传感器，在结温过高时自动关断输出，防止设备损坏。

应用领域

UCC0适用于多种需要高隔离、高电流驱动和灵活控制的应用场景，包括但不限于：

• 电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）电池充电器
• 隔离DC-DC和AC-DC电源供应器
• 服务器、电信、IT和工业基础设施
• 电机驱动和DC-to-AC太阳能逆变器
• LED照明
• 感应加热
• 不间断电源（UPS）

设计指南

• ‌电源去耦‌：在VCCI和VDD引脚附近放置旁路电容，以减小电源噪声和干扰。
• ‌控制输入处理‌：使用标准的CMOS或TTL逻辑电平信号驱动输入引脚，确保可靠的栅极控制。
• ‌PCB布局‌：遵循推荐的PCB布局指南，减小环路面积和寄生电感，确保信号完整性和热性能。
• ‌死区时间设置‌：根据应用需求合理设置死区时间，防止直通现象并确保系统可靠性。