‌UCC34141-Q1 汽车级隔离式DC/DC电源模块技术文档总结

UCC34141-Q1 是一款符合汽车标准的高隔离电压 DC/DC 电源模块，旨在为 SiC 和 IGBT 隔离栅极驱动器供电。其专有的集成变压器、倒装芯片封装和先进的控制架构可实现高功率密度、低噪声和最低系统 BOM。该器件能够在 85oC 环境温度下提供 1.5W 典型输出功率。高精度双输出电压可通过电阻分压器轻松设置，可实现低导通电阻、快速可靠的 SiC/IGBT 开关。低延迟反馈控制可降低输出电容以实现快速负载瞬态，并支持动态电压编程。宽输入电压和可调节的 VIN UVLO 支持电动汽车的宽电池电压和稳压输入轨。它的工作电压范围为5.5V至20V VIN，可承受高达28V的VIN过压瞬态。

集成的保护功能、故障报告 PG 引脚和使能功能提高了系统稳健性并节省了外部组件。具有 8.2mm 爬电距离和电气间隙的 SOIC 封装确保了高隔离能力。
*附件：ucc34141-q1.pdf

特性

• 全集成高密度隔离式DC/DC模块，带隔离平面变压器
• 宽输入范围：5.5V至28V（带22V OVLO）
  • 在TA ≤ 85°C时，VVIN ≤≤ 7V时≥0.6W典型输出，VVIN = 5.5V时≥0.5W典型输出
  • ≥在TA≤85°C时，8V≤VVIN≤18V、18V≤VVDD-COM≤20V时，典型输出为1.3W（典型值）
  • 在 TA ≤ 85°C 下，11V ≤ VVIN ≤ 13V、18V ≤ VVDD-COM ≤ 20V，典型输出为 1.5W≥
  • 11V ≤ VVIN ≤ 13V、15V ≤ VVDD-COM < 18V，TA ≤ 85°C 时典型输出为 ≥1.2W
• 可编程 （VDD – COM） 输出电压
  • 15V 至 20V，总稳压精度为 ≤ ±1.5%
• 可编程 （VEE – COM） 输出电压
  • -2V 至 -8V，总调节精度为 ≤ ±5%
• 自适应扩频调制 （SSM）
• 强大的磁场和辐射场抗扰度
• 减少浪涌电流软启动
• 用于逻辑使能和编程输入UVLO的ENA引脚
• 漏极开路PG，用于故障指示器，电源良好
• 集成保护：UVLO、OVLO、短路、OVP、UVP 和热关断。
• < 3pF隔离电容
• 静态和动态 CMTI > ±250kV/μs
• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 温度等级 1：–40°C ≤ TA ≤ 125°C
• 安全相关认证（计划）：
  • 根据 DIN EN IEC 60747-17 （VDE 0884-17） 的强化隔离
  • UL 1577 / CSA 组件识别计划
• 16引脚宽体SOIC封装

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
UCC34141-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级高隔离电压DC/DC电源模块，专为SiC/IGBT隔离栅极驱动器供电设计。其核心特点包括：

• ‌高集成度‌：内置平面变压器，采用Flip-Chip封装，实现高功率密度（1.5W典型输出功率）和低系统BOM成本。
• ‌宽输入范围‌：5.5V至28V（瞬态耐受），支持电动汽车宽电池电压及稳压输入轨。
• ‌双路可调输出‌：
  • ‌ 正输出（VDD-COM） ‌：15V至20V，精度±1.5%。
  • ‌ 负输出（COM-VEE） ‌：-2V至-8V，精度±5%。
• ‌高隔离性能‌：>5kVRMS隔离电压，低隔离电容（<3pF），CMTI >±250kV/µs。

‌2. 关键特性‌

• ‌高效能‌：自适应扩频调制（SSM）降低EMI，效率优化设计（典型效率曲线见文档图6-1至6-3）。
• ‌强健保护‌：集成UVLO/OVLO、短路保护、过温关断（150°C阈值），支持故障锁存（通过ENA复位）。
• ‌汽车认证‌：AEC-Q100 Grade 1（-40°C至125°C），计划通过DIN EN IEC 60747-17（VDE 0884-17）和UL 1577认证。

‌3. 应用场景‌

• ‌电动汽车/混合动力‌：逆变器、电机控制、车载充电器（OBC）。
• ‌电网基础设施‌：EV充电站、DC充电桩。
• ‌工业与服务器电源‌：工业运输、机架电源模块。

‌4. 功能模块详解‌

• ‌初级侧控制‌：全桥软开关拓扑，16.5MHz高频开关，支持低浪涌电流软启动（典型启动时间<32ms）。
• ‌次级侧调节‌：
  • ‌VDD-COM‌：通过FBVDD引脚电阻分压调节，快速迟滞控制响应负载瞬态。
  • ‌COM-VEE‌：Buck-Boost架构，单电阻编程（40kΩ–160kΩ）。
• ‌状态监控‌：开漏PG引脚指示电源就绪（低有效），集成故障报告功能。

‌5. 安全与可靠性‌

• ‌隔离规格‌：8.2mm爬电距离，1202VRMS持续工作电压，5000VRMS耐压认证（计划）。
• ‌热管理‌：63.2°C/W（结到环境热阻），SOA曲线提供功率降额指导（图6-4至6-8）。

‌6. 设计支持‌

• ‌布局建议‌：强调高频去耦电容（如0.1μF 0402封装）就近放置，优化PCB热 relief设计。
• ‌配置工具‌：提供Excel计算工具辅助输出电阻分压设计及功率需求估算。