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Driver SiC et IGBT 35 V 4 A à 8 broches avec polarisation négative intégrée
Driver SiC et IGBT 35 V 4 A à 8 broches avec polarisation négative intégrée

Driver SiC et IGBT 35 V 4 A à 8 broches avec polarisation négative intégrée

  • Introduction

Introduction

Lieu d'origine:Zhejiang
Nom de marque:Inventer la technologie des puces
Numéro de modèle:IVCR1402DPQR
Attestation:Qualifié AEC-Q100


1. Traits

• Capacité de courant du pilote : courant de commande de pointe récepteur et source de 4 A

• Large plage VCC jusqu'à 35 V

• Polarisation négative intégrée de 3.5 V

• Conçu pour le côté bas et adapté à la puissance bootstrap du côté haut

• UVLO pour la tension de commande de grille positive et négative

• Détection de désaturation pour la protection contre les courts-circuits avec temps de suppression interne

• Sortie de défaut lorsqu'UVLO ou DESAT sont détectés

• Référence 5 V 10 mA pour circuit externe, par exemple isolateur numérique

• Entrée compatible TTL et CMOS

• SOIC-8 avec plot exposé pour les applications haute fréquence et puissance

• Faible délai de propagation typique de 45 ns avec filtre anti-glitch intégré

• Qualifié AEC-Q100


2. Applications

• Chargeurs embarqués pour véhicules électriques

• Onduleurs EV/HEV et bornes de recharge

• Convertisseurs AC/DC et DC/DC

• Entraînement moteur


3. Description

L'IVCR1402Q est un pilote intelligent haute vitesse monocanal 100A qualifié AEC-Q4, capable de piloter efficacement et en toute sécurité des MOSFET et des IGBT SiC. Un entraînement puissant avec une polarisation négative améliore l'immunité au bruit contre l'effet Miller lors d'un fonctionnement dv/dt élevé. La détection de désaturation offre une protection robuste contre les courts-circuits et réduit le risque d'endommagement des dispositifs d'alimentation et des composants du système. Un temps de suppression fixe de 200 ns est inséré pour empêcher que la protection contre les surintensités ne soit déclenchée prématurément par des pointes de courant et du bruit sur les fronts de commutation. La tension de commande de grille positive fixe UVLO et la protection UVLO à polarisation négative fixe garantissent des tensions de fonctionnement de grille saines. Un signal de défaut faible actif alerte le système en cas d'UVLO ou de surintensité. Le faible délai de propagation et l'inadéquation avec un tampon thermique exposé permettent aux MOSFET SiC de commuter à des centaines de kHz. La génération de tension négative intégrée et la sortie de référence 5 V minimisent le nombre de composants externes. Il s'agit du premier pilote industriel SiC MOSFET et IGBT qui inclut la génération de tension négative, la désaturation et l'UVLO dans un boîtier à 8 broches. C'est un pilote idéal pour un design compact.

Informations sur le périphérique

NUMÉRO D'ARTICLERANGEMENTEMBALLAGE
IVCR1402DPQRSOIC-8 (PE)Bande et bobine

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4. Configuration et fonctions des broches

PINNomI / ODESCRIPTION
1INIEntrée logique
25VREFOSortie 5V/10mA pour circuit externe
3/FAUTEOSortie de défaut à collecteur ouvert, tirée au niveau bas lorsqu'une surintensité ou UVLO est détectée.
4DESATIEntrée de détection de désaturation
5VCCPOffre à biais positif
6ARCHIVEROSortie du pilote de porte
7GNDGSol du conducteur
8NEGOSortie de tension négative
Coussin exposéLe tampon exposé inférieur est souvent lié à GND lors de la disposition.

5. Caractéristiques

5.1 Notes maximales absolues

Au-delà de la plage de température de l'air libre (sauf indication contraire) (1)

MIN MAXUNITÉ
VCC Tension d'alimentation totale (référence à GND)-0.3 35V
Tension de sortie du pilote de porte VOUT-0.3 VCC+0.3V
Courant de source de sortie du pilote de porte IOUTH (à une largeur d'impulsion maximale de 10 us et un rapport cyclique de 0.2 %)6.6A
Courant de sortie du pilote de porte IOUTL (à une largeur d'impulsion maximale de 10 us et un rapport cyclique de 0.2 %)6.6A
Tension du signal VIN IN-5.0 20V
I5VREF Courant de sortie 5VREF25mA
Tension VDESAT à DESAT-0.3 VCC+0.3V
Tension VNEG sur la broche NEGSORTIE-5.0 VCC+0.3V
Température de jonction TJ-40 150° C
Température de stockage TSTG-65 150° C

(1) Un fonctionnement au-delà de ceux répertoriés sous les valeurs nominales maximales absolues peut causer des dommages permanents à l'appareil.

L'exposition aux conditions nominales maximales absolues pendant une période prolongée peut affecter la fiabilité de l'appareil.

5.2 Évaluation ESD

ValeurUNITÉ
V(ESD) Décharge électrostatiqueModèle de corps humain (HBM), selon AEC Q100-002+ /-2000V
Modèle d'appareil chargé (CDM), selon AEC Q100-011+ /-500


5.3 Conditions de fonctionnement recommandées

MINMAXUNITÉ
VCC Tension d'alimentation totale (référence à GND)1525V
Tension d'entrée de la porte VIN015V
Tension VDESAT à DESAT0VCCV
TAMB Température ambiante- 40125° C


5.4 Informations thermiques

IVCR1402DPQRUNITÉ
RθJA Jonction-à-Ambiante39° C / W
Jonction RθJB vers PCB11° C / W
RθJP Jonction vers plot exposé5.1° C / W


5.5 Spécifications électriques

Sauf indication contraire, VCC = 25 V, TA = –40 °C à 125 °C, capacité de dérivation de 1 μF de VCC à GND, f = 100 kHz.

Les courants sont positifs dans et négatifs hors du terminal spécifié. Les spécifications de conditions typiques sont à 25°C.

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6 Caractéristiques typiques


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7 Description détaillée

Le pilote IVCR1402Q représente le pilote de porte haute vitesse monocanal de pointe d'InventChip

développement de la technologie. Il dispose d'une génération de tension négative intégrée, d'une protection contre la désaturation/court-circuit,

UVLO programmable. Ce pilote offre les meilleures caractéristiques de sa catégorie et le plus compact et le plus fiable

Commande de commande de porte SiC MOSFET. Il s'agit du premier pilote de l'industrie équipé de toutes les portes SiC MOSFET nécessaires

fonctionnalités de conduite dans un package SOIC-8.

Schéma fonctionnel

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Entrée 7.1

IN est une entrée de pilote de porte logique non inverseuse. La broche a un faible pulldown. L'entrée est un TTL et CMOS

niveau logique compatible avec une tolérance d'entrée maximale de 20 V.

7.2 sortie

L'IVCR1402Q est doté d'un étage de sortie totem-pôle de 4 A. Il fournit un courant de source de crête élevé lorsqu'il est le plus

nécessaire pendant la région du plateau de Miller de la transition de mise sous tension de l'interrupteur d'alimentation. Une forte capacité d'absorption se traduit par

une très faible impédance pull-down dans l'étage de sortie du pilote qui améliore l'immunité contre les parasites Miller

effet d'activation, en particulier là où les MOSFET Si à faible charge de grille ou les MOSFET SiC à large bande interdite émergents sont

utilisé.

7.3 Génération de tension négative

Au démarrage, la sortie NEG est tirée vers GND et fournit un chemin de courant élevé pour qu'une source de courant charge le

condensateur externe à tension négative CN (1 uF typique) via la broche OUT. Le condensateur peut être chargé au-dessus

2.0 V en moins de 10us. Avant que la tension du condensateur, VCN, soit chargée, /FAULT reste faible/actif, sans tenir compte

Le niveau logique de IN. Une fois la polarisation négative prête, les broches NEG et /FAULT sont relâchées et OUT commence à

suivre le signal d’entrée IN. Un régulateur de tension négative intégré régule la tension négative à -3.5 V pour un fonctionnement normal.

fonctionnement, quels que soient la fréquence PWM et le cycle de service. Le signal de commande de porte, NEG, bascule ensuite entre

VCC-3.5V et -3.5V.

7.4 Protections contre les sous-tensions

Tous les biais internes et externes du conducteur sont surveillés pour garantir un bon état de fonctionnement. VCC est

surveillé par un circuit de détection de sous-tension. La sortie du pilote est arrêtée (tirée vers le bas) ou reste faible si le

la tension est inférieure à la limite définie. Notez que le seuil VCC UVLO est 3.5 V supérieur aux tensions de grille.

La tension négative est également surveillée. Son UVLO a un seuil négatif fixe de 1.6 V. Tension négative

Un défaut du condensateur pourrait entraîner une tension du condensateur inférieure au seuil. La protection UVLO tirera alors

Porte du MOSFET à la terre. Le /FAULT est abaissé lorsqu'UVLO est détecté.

7.5 Détection de désaturation

En cas de court-circuit ou de surintensité, le drain ou le collecteur du dispositif d'alimentation (SiC MOSFET ou IGBT)

Le courant peut augmenter jusqu'à une valeur si élevée que les appareils sortent de l'état de saturation, et Vds/Vce du

les appareils atteindront une valeur considérablement élevée. Broche DESAT avec un condensateur de suppression Cblk, normalement fixé à

Id x Rds_on, est désormais capable de charger beaucoup plus haut grâce à une source de courant constant interne de 1 mA. Quand le

la tension atteint le seuil typique de 9.5 V, OUT et /FAULT sont tous deux abaissés. Un temps vide de 200ns est inséré

sur le front montant OUT pour empêcher le circuit de protection DESAT d'être déclenché prématurément en raison d'une décharge Coss.

Pour minimiser la perte de la source de courant constant interne, la source de courant est désactivée lorsque l'interrupteur principal

est à l'état éteint. En sélectionnant une capacité différente, le délai de désactivation (temps de suppression externe) peut être

programmé. Le temps de suppression peut être calculé avec,

Teblk = Cblk ∙Vth / IDESAT

Par exemple, si Cblk est de 47pF, Teblk = 47pF ∙9.5V / 1mA = 446ns.

Remarque Teblk inclut déjà un temps de suppression interne de Tblk 200ns.

Pour le réglage de la limite de courant, l'équation suivante peut être utilisée,

Ilimite = (Vth – R1* IDESAT – VF_D1)/ Rds_on

où R1 est une résistance de programmation, VF_D1 est la tension directe de la diode haute tension, Rds_on est le tour SiC MOSFET

sur la résistance à la température de jonction estimée, telle que 175C.

Un système d’alimentation différent nécessite généralement un temps d’arrêt différent. Un temps d'arrêt optimisé peut maximiser

la capacité de court-circuit du système tout en limitant les Vds et la sonnerie de tension du bus.

7.6 Défaut

/FAULT est une sortie à collecteur ouvert sans résistance de rappel interne. En cas de désaturation et sous tensions

sont détectés, la broche /FAULT et OUT sont toutes deux tirées vers le bas. Le signal /FAULT restera faible pendant 10us après

la condition de défaut est supprimée. /FAULT est un signal de récupération automatique. Le contrôleur système devra décider comment

pour répondre au signal /FAULT. Le diagramme suivant montre la séquence du signal.

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7.7 NÉG

Le condensateur de polarisation négative externe se charge rapidement lorsque NEG devient faible. Cela se produit lors de la mise sous tension

et la période de redémarrage juste avant l'expiration de la période basse de 10us/FAULT après la détection d'un défaut. Pendant la mise sous tension

et la période de redémarrage, la tension du condensateur de polarisation négative VCN est mesurée. Dès que la tension dépasse VN

Seuil UVLO, NEG devient haute impédance et OUT prend le contrôle du pilote de porte.

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8 Applications et mise en œuvre

IVCR1402Q est un pilote idéal pour une conception compacte. Il s'agit d'un pilote bas de gamme. Cependant, avec un

générateur de tension négative, le pilote peut être utilisé comme pilote côté haut sans utiliser de polarisation isolée.

Un bootstrap peu coûteux peut alors être utilisé à la place. Le schéma de circuit suivant montre un demi-pont typique

application de pilote.

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Disposition 9

Une bonne configuration est une étape clé pour obtenir les performances souhaitées du circuit. Un sol solide est le premier point de départ.

Il est recommandé d'attacher le coussinet exposé à la masse du conducteur. C'est une règle générale que les condensateurs ont

une priorité plus élevée que les résistances pour la disposition de l'emplacement. Un condensateur de découplage de 1 uF et 0.1 uF

doit être proche de la broche VCC et mis à la terre au plan de masse du pilote. Le condensateur à tension négative doit

localisez-le à proximité des broches OUT et NEG. Le condensateur de suppression doit également être proche du pilote. Un petit filtre

(avec une constante de temps de 10 ns) peut être nécessaire à l'entrée de IN si les traces du signal d'entrée doivent passer

à travers une zone bruyante. Voici une disposition recommandée.

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10 Informations sur l'emballage

Dimensions du colis SOIC-8 (EP)

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PRODUIT CONNEXE