‌UCC23313 光耦兼容型单通道隔离栅极驱动器技术文档总结

该UCC23313是一款光兼容、单通道、隔离式栅极驱动器，适用于IGBT、MOSFET和SiC MOSFET，具有4.5A源极和5.3A灌电流峰值输出电流以及3.75kV有效值基本隔离等级。33 V 的高电源电压范围允许使用双极电源来有效驱动 IGBT 和 SiC 功率 FET。UCC23313可以驱动低侧和高侧功率 FET。与基于光耦合器的标准栅极驱动器相比，关键特性和特性带来了显着的性能和可靠性升级，同时在原理图和布局设计中保持引脚到引脚的兼容性。性能亮点包括高共模瞬态抗扰度 （CMTI）、低传播延迟和小脉宽失真。严格的过程控制导致零件间偏斜很小。输入级是一个仿真二极管（e-diode），与光耦合器栅极驱动器中的传统LED相比，这意味着长期可靠性和出色的老化特性。它采用拉伸的 SO6 封装，爬电距离和间隙> 8.5 mm，以及材料组 I 的模塑料，其比较起痕指数 （CTI） > 600 V。UCC23313 的高性能和可靠性使其成为所有类型的电机驱动器、太阳能逆变器、工业电源和电器的理想选择。更高的工作温度为传统光耦合器以前无法支持的应用提供了机会。
*附件：ucc23313.pdf

特性

• 3.75 千伏有效值单通道隔离式栅极驱动器，具有光电兼容输入
• 引脚到引脚，直接升级，用于光电隔离栅极驱动器
• 4.5A 源电流，5.3A 灌电流，峰值输出电流
• 最大33V输出驱动器电源电压
• 8V （B） 和 12V VCC UVLO 选项
• 轨到轨输出
• 105ns（最大）传播延迟
• 25 ns（最大）器件间延迟匹配
• 35ns（最大）脉宽失真
• 150kV/μs（最小值）共模瞬态抗扰度 （CMTI）
• 隔离屏障寿命> 50 年
• 输入级上的 13V 反极性电压处理能力，支持互锁
• 拉伸 SO-6 封装，具有> 8.5 mm 爬电距离和间隙
• 工作结温，T J ：–40°C 至 +150°C
• 安全相关认证（计划）：
  • 6000伏PK根据 DIN V VDE V0884-11：2017-01 的基本隔离
  • 3.75 千伏有效值根据 UL 1577 隔离 1 分钟
  • 根据GB4943.1-2011获得CQC认证

参数

‌1. 核心特性‌

• ‌高隔离性能‌
  • 3.75 kVRMS 基本隔离等级（UL 1577认证）
  • 150 kV/μs 共模瞬态抗扰度（CMTI）
  • 隔离屏障寿命 >50年
• ‌驱动能力‌
  • 4.5A 峰值拉电流 / 5.3A 峰值灌电流
  • 支持33V输出驱动电压（VCC-VEE）
  • 轨到轨输出，支持双极性供电
• ‌输入兼容性‌
  • 光耦兼容输入（e-diode结构，无LED老化问题）
  • 支持3.3V/5V/12V逻辑输入
  • 反向耐压达13V，支持互锁架构
• ‌快速响应‌
  • 传播延迟：105 ns（最大值）
  • 脉冲宽度失真：35 ns（最大值）

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‌2. 关键参数‌

• ‌电气规格‌
  • 输入阈值电流（IFLH）：2.8 mA（典型值）
  • 输入正向压降（VF）：2.1V（典型值，@10mA）
  • 工作温度范围：-40°C至+150°C（结温）
• ‌封装与安全认证‌
  • 封装：SO-6（爬电距离>8.5mm）
  • 计划认证：DIN VDE V0884-11、UL 1577、GB4943.1

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‌3. 典型应用‌

• ‌工业领域‌
  • 电机驱动（工业变频器、伺服系统）
  • 电源模块（UPS、太阳能逆变器）
• ‌汽车电子‌
  • 高压SiC MOSFET驱动
  • 车载充电机（OBC）

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‌4. 设计要点‌

• ‌输入电路设计‌
  • 需外接限流电阻（REXT），推荐7-16mA正向电流
  • 支持单NMOS、单缓冲器或双缓冲器配置
• ‌输出级优化‌
  • 栅极电阻（RGON/RGOFF）需平衡开关速度与EMI
  • 建议添加肖特基二极管改善短路钳位能力
• ‌PCB布局建议‌
  • VCC/VEE旁路电容需靠近引脚（推荐10μF+100nF组合）
  • 高压侧与低压侧需保持隔离间距（>8.5mm）

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‌5. 功能框图‌

• ‌输入级‌：e-diode结构 → 电容隔离 → OOK调制
• ‌输出级‌：并联PMOS/NMOS驱动，集成UVLO保护
• ‌保护功能‌：欠压锁定、主动下拉、短路钳位

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‌6. 性能曲线‌

• 驱动电流随温度变化（-40°C至150°C保持稳定）
• 传播延迟与输入电流/电源电压的关系