ISO5851 5.7kVrms、2.5A/5A 单通道隔离栅极驱动器数据手册

ISO5851 是一款 5.7kV RMS 增强型隔离式栅极驱动器，适用于 IGBT 和 MOSFET，具有 2.5A 拉电流和 5A 灌电流。输入侧采用 3V 至 5.5V 单电源供电。输出侧允许的电源范围从最小 15 V 到最大 30 V。两个互补 CMOS 输入控制栅极驱动器的输出状态。76 ns 的短传播时间确保了对输出级的精确控制。

内部去饱和 （DESAT） 故障检测可识别 IGBT 何时处于过载状态。检测到 DESAT 后，栅极驱动器输出被驱动至 V EE2 电位，从而立即关闭 IGBT。
*附件：iso5851.pdf

当去饱和有效时，故障信号通过隔离栅发送，将输入侧的 FLT 输出拉低并阻止隔离器输入。FLT 输出条件是锁存的，可以通过 RST 输入端的低有效脉冲进行复位。

当 IGBT 在双极输出电源正常工作期间关闭时，输出硬钳位到 V EE2。如果输出电源为单极性，则可以使用有源米勒箝位，允许米勒电流通过低阻抗路径吸收，从而防止 IGBT 在高压瞬态条件下动态导通。

当去饱和有效时，故障信号通过隔离栅发送，将输入侧的 FLT 输出拉低并阻断隔离器输入。FLT 输出条件是锁存的，可以通过 RST 输入端的低有效脉冲进行复位。

当 IGBT 在双极输出电源正常工作期间关闭时，输出硬钳位到 V EE2。如果输出电源为单极性，则可以使用有源米勒箝位，允许米勒电流通过低阻抗路径吸收，从而防止 IGBT 在高压瞬态条件下动态导通。

栅极驱动器的运行准备情况由两个欠压锁定电路控制，用于监控输入侧和输出侧电源。如果任一侧的电源不足，RDY 输出变为低电平;否则，此输出为高。

ISO5851 采用 16 引脚 SOIC 封装。器件的额定工作环境温度范围为 –40°C 至 +125°C 环境温度。

特性

• V CM = 1500V 时的最小共模瞬态抗扰度 （CMTI） 为 100kV/μs
• 2.5A 峰值拉电流和 5A 峰值灌电流
• 短传播延迟：76 ns（典型值）、110 ns（最大值）
• 2A 有源米勒箝位
• Output Short-Circuit Clamp
• 去饱和检测时的故障警报在 FLT 上发出信号，并通过 RST 复位
• 输入和输出欠压锁定 （UVLO），带就绪 （RDY） 引脚指示
• 有源输出下拉和默认低电平输出，具有低电源或浮动输入
• 3V 至 5.5V 输入电源电压
• 15V 至 30V 输出驱动器电源电压
• CMOS 兼容输入
• 抑制短于 20 ns 的输入脉冲和噪声瞬变
• 工作温度：-40°C 至 +125°C 环境温度
• 隔离浪涌耐受电压 12800-V PK
• 安全相关认证：
  • 符合 DIN V VDE V 0884-10 （VDE V 0884-10）：2006-12 的 8000V PK V IOTM 和 2121V PK V IORM 增强型隔离
  • 5700V RMS 隔离，持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • CSA 组件验收通知 5A、IEC 60950-1 和 IEC 60601-1 终端设备标准
  • 符合 EN 61010-1 和 EN 60950-1 的 TUV 认证
  • GB4943.1-2011 CQC 认证

参数

方框图

概述

ISO是一款高性能的隔离IGBT和MOSFET栅极驱动器，具有.-kV RMS的隔离电压和-kV/μs的最小共模瞬态免疫（CMTI）能力。它适用于工业电机控制、工业电源供应、太阳能逆变器、混合动力及电动汽车电源模块、感应加热等多种应用。ISO提供.-A的源电流和-A的灌电流，具有快速传播时间和过载保护功能。

主要特性

• ‌高隔离电压‌：.-kV RMS，确保电气安全。
• ‌高CMTI‌：-kV/μs的最小CMTI，增强抗干扰能力。
• ‌大电流驱动‌：.-A源电流和-A灌电流，满足高功率应用需求。
• ‌快速传播时间‌： ns，确保准确控制输出级。
• ‌过载保护‌：内置DESAT故障检测，过载时自动关断栅极输出。
• ‌故障指示与复位‌：FLT引脚输出低电平报警信号，RST引脚可重置故障状态。
• ‌ 欠压锁定（UVLO） ‌：监测输入和输出侧电压，确保电路在足够电压下工作。
• ‌就绪指示‌：RDY引脚指示栅极驱动器是否就绪。

功能描述

供电与米勒钳位

• 支持双极性和单极性供电。在单极性供电时，米勒钳位功能可防止IGBT因寄生电容导致的意外开通。

主动输出下拉

• 在故障条件下，栅极输出被主动下拉至低电平，确保IGBT/MOSFET安全关断。

UVLO与就绪指示

• UVLO功能监测输入和输出侧电压，若任一侧电压不足，RDY引脚输出低电平。

故障与复位

• DESAT故障检测电路在检测到IGBT过载时，FLT引脚输出低电平报警信号，并关断栅极输出。RST引脚接收低电平脉冲信号以重置故障状态。

短路钳位

• 在短路情况下，内部保护电路限制栅极电流，防止损坏IGBT/MOSFET。

应用领域

• 工业电机控制
• 工业电源供应
• 太阳能逆变器
• 混合动力及电动汽车电源模块
• 感应加热

设计指南

推荐电路

• 提供了详细的推荐应用电路图，包括输入和输出侧的旁路电容、DESAT保护电路、米勒钳位电路等。
• 强调了布局和接地的重要性，以减少干扰和提高系统稳定性。

功耗与热管理

• 提供了功耗估算方法和热管理建议，确保栅极驱动器在安全工作范围内运行。

支持资源

• TI提供了详细的数据手册、应用指南、布局示例以及设计工具等资源，帮助用户更好地理解和应用ISO栅极驱动器。
• 用户可通过TI的官方网站获取最新的产品信息和技术支持。