STGAP2SiCD隔离式双栅极驱动器技术解析与应用指南

STMicroelectronics STGAP2SiCD电流隔离4A双通道栅极驱动器设计在每个栅极驱动通道、低电压控制和接口电路之间提供电流隔离。STGAP2SiCD栅极驱动器具有4A电流能力和轨到轨输出，因此适合用于中等功率和大功率应用，例如电源转换和工业电机驱动器逆变器。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STGAP2SiCD电流隔离双栅极驱动器数据手册.pdf

STM STGAP2SiCD 4A双通道栅极驱动器具有独立的输出引脚，可使用专用栅极电阻器优化导通和关断。米勒CLAMP功能可避免半桥拓扑中快速换向时的栅极尖峰。

STGAP2SiCD将保护功能与专用SD和BRAKE引脚集成在一起。该器件设有UVLO和热关断功能，可高效设计高可靠性系统。

在半桥拓扑中，联锁功能可防止输出同时为高电平，避免在逻辑输入命令错误时发生击穿条件。专用配置引脚可以禁用联锁功能，从而允许两个通道独立并行运行。输入至输出传播延迟结果小于75ns，可提供较高的PWM控制精度。可提供待机模式，降低空闲功耗。

特性

• 高达1200V高压轨
• 驱动器电流能力：4A拉电流/灌电流（25°C时）
• dV/dt瞬态抑制：±100V/ns
• 整体输入-输出传播延迟：75ns
• 独立的拉电流和灌电流选项，可简化栅极驱动配置
• 4A米勒钳位
• UVLO功能
• 可配置联锁功能
• 专用SD和BRAKE引脚
• 栅极驱动电压高达26V
• 3.3V、5V TTL/CMOS输入，带迟滞
• 高温关断保护
• 待机功能
• 6kV电隔离
• 宽体SO-36W

框图

STGAP2SiCD隔离式双栅极驱动器技术解析与应用指南‌

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‌一、产品概述与技术亮点‌

STGAP2SiCD是意法半导体推出的电流隔离型双通道栅极驱动器，专为SiC MOSFET设计，兼具高性能与可靠性。其核心技术特性包括：

• ‌4A峰值驱动能力‌（25℃下灌电流/拉电流）
• ‌75ns超低传输延迟‌（提升PWM控制精度）
• ‌6kV电气隔离强度‌（符合VDE 0884-11标准）
• ‌**±100V/ns共模瞬态抗扰度**‌（CMTI）
• ‌独立Miller CLAMP功能‌（抑制半桥拓扑开关串扰）

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‌二、关键参数深度解析‌

2.1 极限工作条件（绝对最大额定值）

参数	符号	范围	单位
逻辑电源电压	VDD	-0.3~6.5	V
栅极驱动正电压	VH_x	-0.3~28	V
工作结温范围	TJ	-40~150	°C
静电防护等级（HBM）	ESD	2	kV

2.2 电气特性核心指标

• ‌传输延迟‌：tDon/tDoff ≤75ns（typ.50ns）
• ‌开关频率‌：最高支持1MHz
• ‌UVLO阈值‌：VHon=15.5V（typ.），VHoff=14.8V（typ.）
• ‌导通电阻‌：RGON/RGOFF ≤1.25Ω（typ.）
• ‌Miller钳位电压‌：VCLAMPth=2V（typ.）

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‌三、创新功能机制剖析‌

3.1 互锁保护（Interlocking）

• ‌功能逻辑‌：当iLOCK接VDD时，禁止双通道同时输出高电平，有效防止半桥直通故障
• ‌灵活配置‌：iLOCK接地时可禁用互锁，支持双通道并联运行

3.2 智能关断管理

• ‌安全状态‌（Safe State）触发条件：
  • VH_x < VHoff（欠压保护）
  • TJ > TSD（过热保护，典型值150℃）
  • SD引脚置低（主动关断）

3.3 低功耗待机模式

• ‌进入条件‌：SD=低电平且(INA,INB,BRAKE)=高电平持续>280μs
• ‌唤醒时序‌：退出待机后需等待tawake=140μs（typ.）恢复驱动输出

四、技术优势总结‌

1. ‌精度控制‌：纳秒级延迟匹配（MT≤20ns）确保多通道同步性
2. ‌系统保护‌：集成UVLO、TSD、互锁三重防护机制
3. ‌能效提升‌：待机模式下静态电流降至μA级（IQHSBY_x≤80μA）
4. ‌兼容性‌：支持3.3V/5V逻辑输入，适配主流MCU