安森美NCx57090y/NCx57091y：高电流IGBT/MOSFET栅极驱动器的卓越之选

在电子工程师的日常工作中，选择一款合适的IGBT/MOSFET栅极驱动器至关重要。今天，我们就来深入了解一下安森美（onsemi）推出的NCx57090y和NCx57091y系列高电流单通道IGBT/MOSFET栅极驱动器。

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产品概述

NCx57090y和NCx57091y具备5 kVrms内部电流隔离功能，专为高功率应用中的高系统效率和可靠性而设计。该系列驱动器接受互补输入，根据引脚配置提供多种选项，如有源米勒钳位（A/D/F版本）、负电源（B版本）以及独立的高低驱动输出（C/E版本），方便系统设计。它能适应3.3 V至20 V的宽范围输入偏置电压和信号电平，采用宽体SOIC - 8封装。

产品特性

1. 高输出电流：具有+6.5 A / -6.5 A的高峰值输出电流，低钳位电压降，无需负电源即可防止栅极误开启（A/D/F版本）。
2. 快速匹配：传播延迟短且匹配精确，在短路时可对IGBT/MOSFET栅极进行钳位，并具备主动下拉功能。
3. 宽偏置范围：偏置电压范围宽，包括负VEE2（B版本），具有严格的欠压锁定（UVLO）阈值，支持3.3 V、5 V和15 V逻辑输入。
4. 高隔离与抗干扰：拥有5 kVrms电流隔离和高瞬态抗扰度，电磁抗扰性强。
5. 汽车级应用：NCV前缀适用于汽车及其他有特殊场地和控制变更要求的应用，符合AEC - Q100标准且具备生产件批准程序（PPAP）能力。
6. 环保设计：产品无铅、无卤/无溴化阻燃剂（BFR），符合RoHS标准。

引脚连接与功能描述

文档中详细给出了引脚连接信息，各引脚功能如下：	引脚名称	编号	输入/输出	描述
VDD1	1	电源	输入侧电源，需连接高质量旁路电容至GND1并靠近引脚放置。当电源电压高于典型值$V_{UVLO 1 - OUT - ON}$时，欠压锁定（UVLO）电路使器件开始工作。
IN+	2	输入	非反相栅极驱动器输入，内部钳位至GND1，有125 kΩ等效下拉电阻。在OUT或OUTH/OUTL响应前，IN+需有最小正或负脉冲宽度。
IN -	3	输入	反相栅极驱动器输入，内部钳位至$V_{DD 1}$，有50 kΩ等效上拉电阻。在OUT或OUTH/OUTL响应前，IN - 需有最小正或负脉冲宽度。
GND1	4	电源	输入侧接地参考。
VDD2	5	电源	输出侧正电源，工作范围从UVLO2到允许的最大值，需连接高质量旁路电容至GND2并靠近引脚放置。当电源电压高于典型值$V_{UVLO2 - OUT - ON}$时，UVLO电路使器件开始工作。
GND2	不同版本位置不同		输出侧接地参考。
OUT/OUTH/OUTL	不同版本位置不同	输出	为IGBT/MOSFET栅极提供合适的驱动电压和源/灌电流。启动时，OUT和OUTL会主动拉低。
CLAMP	不同版本位置不同	输出	在关断期间为IGBT/MOSFET栅极提供钳位，防止寄生导通。当引脚电压低于$V_{CLAMP - THR}$时，内部N沟道FET导通，应直接连接到IGBT/MOSFET栅极，且走线长度尽量短。
VEE2（仅NCD57090B）	8	电源	输出侧负电源，需连接高质量旁路电容至GND2并靠近引脚放置。

电气特性

在$V{DD 1}=5 V$、$V{DD 2}=15 V$、$V_{EE2}=0 V$（NCD57090B）的条件下，该系列驱动器展现出诸多出色的电气特性：

1. 电源相关特性：如UVLO1和UVLO2的输出使能、禁用电压及迟滞电压，输入和输出电源的静态电流等。
2. 逻辑输入输出特性：包括IN+和IN - 的高低输入电压、输入迟滞电压、输入电流以及输入脉冲宽度等参数。
3. 驱动器输出特性：输出高低状态电压、峰值驱动电流等。
4. 米勒钳位特性：钳位电压和钳位激活阈值。
5. IGBT短路钳位特性：不同情况下的钳位电压。
6. 动态特性：输入到输出的传播延迟、上升和下降时间、传播延迟失真等。

典型应用

该系列驱动器适用于多种应用场景，如电机控制、不间断电源（UPS）、汽车应用、工业电源和太阳能逆变器等。在这些应用中，其高电流输出、高隔离和抗干扰能力能有效保障系统的稳定运行。

电源供应与布局建议

不同版本的驱动器支持不同的电源供应方式：

• 单极性电源：A/C/D/E和F版本支持单极性电源，通常在VDD2提供15 V正电压。通过有源米勒钳位功能可防止因IGBT/MOSFET内部米勒电容引起的误开启。
• 双极性电源：B版本支持双极性电源，通常在VDD2提供15 V正电压，在VEE2提供 - 5 V负电压，可防止通过内部IGBT/MOSFET输入电容的动态导通。

为了可靠驱动IGBT/MOSFET栅极，需要合适的外部电源电容。对于大多数应用，并联100 nF + 4.7μF低等效串联电阻（ESR）陶瓷电容是最佳选择；对于栅极电容超过10 nF的IGBT模块，需要更高的去耦电容（通常为100 nF + 10μF）。电容应尽可能靠近驱动器的电源引脚，文档中还给出了推荐的布局图。

总结

安森美NCx57090y和NCx57091y系列IGBT/MOSFET栅极驱动器凭借其高电流输出、高隔离、宽偏置范围和多种功能选项，为高功率应用提供了可靠的解决方案。在实际设计中，电子工程师们需要根据具体的应用需求选择合适的版本，并严格按照推荐的电源供应和布局要求进行设计，以充分发挥该系列驱动器的性能优势。大家在使用过程中遇到过哪些问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。