UCC21551-Q1 汽车级 4A/6A 5kVRMS 双通道隔离式栅极驱动器数据手册

UCC21551x-Q1 是具有可编程死区时间和宽温度范围的隔离式双通道栅极驱动器系列。它采用 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流设计，用于驱动功率 MOSFET、SiC 和 IGBT 晶体管。

UCC21551x-Q1 可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个半桥驱动器。输入侧通过 5kVRMS 隔离栅与两个输出驱动器隔离，具有最小 125V/ns 的共模瞬态抗扰度 （CMTI）。DFJ28 封装提供 >5.3mm CH 到 CH 爬电距离，以支持高压系统。
*附件：ucc21551-q1.pdf

保护功能包括：电阻器可编程死区时间、同时关闭两个输出的禁用功能，以及拒绝短于 5ns 的输入瞬变的集成去毛刺滤波器。所有电源均具有 UVLO 保护。

凭借所有这些高级 特性，UCC21551x-Q1 器件可在各种电源应用中实现高效率、高功率密度和稳健性。

特性

• 通用：双低侧、双高侧或半桥驱动器
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下
  • 设备温度等级 1
• 结温范围 –40 至 +150°C
• 高达 4A 的峰值拉电流和 6A 峰值灌电流输出
• 共模瞬态抗扰度 （CMTI） 大于 125V/ns
• CH 到 CH 爬电距离：

  • 5.3mm，采用 DFJ28 封装

  • 3.3mm，采用 DWK 封装

• 高达 25V VDD 输出的驱动电源
  • 5V、8V、12V 和 17V VDD UVLO 选项
• 切换参数：
  • 33ns 典型传播延迟
  • 5ns 最大脉宽失真
  • 10μs 最大 VDD 上电延迟
• 所有电源的 UVLO 保护
• 快速使能，用于上电排序

参数

方框图

一、产品概述

UCC1-Q是一款双通道隔离栅极驱动器，专为驱动N沟道MOSFET或IGBT设计。它采用5kV RMS隔离屏障，提供高共模瞬态免疫能力（CMTI），支持高电压系统应用。

二、主要特性

• ‌双通道隔离‌：输入侧与两个输出驱动器之间通过kV RMS隔离屏障隔离。
• ‌高CMTI‌：最小5V/ns的共模瞬态免疫能力，确保在恶劣电磁环境下的可靠工作。
• ‌宽电压范围‌：支持VCCI输入电压范围为.V至5.5V，VDDA/VDDB输出电压范围为5V至5V。
• ‌强驱动能力‌：每个通道提供高达A的峰值源电流和6A的峰值漏电流。
• ‌灵活配置‌：通过DT引脚编程死区时间，支持多种电源和电机驱动拓扑。
• ‌保护功能‌：包括输入欠压锁定（UVLO）、输出主动下拉等，保护系统免受异常条件影响。

三、应用领域

• 同步降压/升压转换器
• 半桥/全桥隔离拓扑
• 三相电机驱动应用
• 太阳能逆变器
• 工业电源

四、功能描述

1. 输入与隔离

• 输入侧与输出侧通过kV RMS隔离屏障隔离，提供高电气隔离。
• 输入信号INA和INB兼容TTL/CMOS逻辑电平，具有宽输入阈值和内部下拉电阻。

2. 输出驱动

• 每个输出通道具备独立的驱动能力，支持高达A的峰值源电流和6A的峰值漏电流。
• 输出阶段采用混合上拉结构，提供在Miller平台区域所需的最高峰值源电流。

3. 保护功能

• ‌UVLO保护‌：输入侧和输出侧均具备UVLO保护，防止在低电压条件下工作。
• ‌输出主动下拉‌：在VDDA/VDDB未上电时，将输出主动下拉至VSSA/VSSB，防止误动作。
• ‌可编程死区时间‌：通过DT引脚编程死区时间，防止上下桥臂直通。

4. 模拟信号隔离传输

• 支持隔离的模拟到PWM信号转换，可用于温度、电压等参数的隔离监测。

五、典型应用

文档提供了UCC1-Q在半桥电路中的典型应用示例，包括设计要求、设计步骤、元件选型和布局建议等，帮助用户快速设计可靠的系统。

六、电源推荐

• 推荐在VCCI、VDDA和VDDB电源引脚附近放置低ESR/ESL的旁路电容器，以减小电源噪声和电压波动。
• 对于半桥应用，建议使用自举电路为高端驱动器供电。

七、布局指南

• 栅极驱动器应尽量靠近被驱动的功率器件，以减小栅极驱动回路的寄生电感。
• 旁路电容器应尽可能靠近电源引脚放置，提供低阻抗电源路径。
• 注意隔离区域的布局，避免在隔离栅极驱动器下方放置PCB走线或铜皮，以确保隔离性能。