UCC21737-Q1 用于 SiC/IGBT 的汽车级 10A 隔离式单通道栅极驱动器数据手册

UCC21737-Q1 是一款电流隔离式单通道栅极驱动器，专为高达 2121V 直流工作电压的 SiC MOSFET 和 IGBT 而设计，具有先进的保护功能、一流的动态性能和稳健性。该器件具有高达 ±10A 的峰值拉电流和灌电流。

输入侧采用 SiO2 电容隔离技术与输出侧隔离，支持高达 1.5kVRMS 的工作电压、12.8kVPK 浪涌抗扰度，隔离栅寿命超过 40 年，并提供低器件间偏移和 >150V/ns 共模瞬态抗扰度 （CMTI）。
*附件：ucc21737-q1.pdf

UCC21737-Q1 包括最先进的保护功能，例如快速过流和短路检测、分流电流传感支持、故障报告、有源米勒钳位、输入和输出侧电源 UVLO，以优化 SiC 和 IGBT 开关行为和稳健性。ASC 功能可用于在系统故障事件期间强制开启电源开关，进一步提高驱动器的多功能性并简化系统设计工作量、尺寸和成本。

特性

• 5.7kVRMS 单通道隔离栅极驱动器
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下：
  • 器件温度等级 1：-40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
• 功能安全 质量管理
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 高达 2121Vpk 的 SiC MOSFET 和 IGBT
• 33V 最大输出驱动电压 （VDD-VEE）
• ±10A 驱动强度和分离输出
• 最小 CMTI 为 150V/ns
• 270ns 响应时间快速过流保护
• 外部有源 Miller clamp
• 发生故障时 900mA 软关断
• 隔离侧的 ASC 输入可在系统故障期间打开电源开关
• 过流警报 FLT 并从 RST/EN 复位
• RST/EN 上的快速启用/禁用响应
• 抑制输入引脚上的 <40ns 噪声瞬态和脉冲
• 12V VDD UVLO 和 –3V VEE UVLO，RDY 电源良好
• 输入/输出具有高达 5V 的过冲/欠冲瞬态电压抗扰度
• 130ns（最大）传播延迟和 30ns（最大）脉冲/部件偏移
• SOIC-16 DW 封装，爬电距离和间隙距离> 8mm
• 工作结温 –40°C 至 150°C

参数

方框图

一、产品概述

UCC7-Q 是一款专为 SiC MOSFETs 和 IGBTs 设计的增强型隔离单通道栅极驱动器，支持高达 V DC 的工作电压。该驱动器具备先进的保护功能、卓越的动态性能和高度鲁棒性，适用于 HEV/EV 牵引逆变器、电机驱动、太阳能逆变器、工业电源供应等应用。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：支持 .kV RMS 的隔离电压，隔离屏障寿命超过 0 年。
• ‌高驱动电流‌：提供 ±0A 的峰值源和沉电流。
• ‌宽工作电压范围‌：输入电压 VCC 可从 V 至 .V，输出电压 VDD-VEE 可达 V。
• ‌高级保护功能‌：包括快速过电流保护、短路检测、故障报告、主动米勒钳位、输入和输出侧电源欠压锁定（UVLO）等。
• ‌ 高共模瞬态免疫（CMTI） ‌：>V/ns 的 CMTI 能力，增强系统可靠性。
• ‌外部主动米勒钳位‌：提供外部米勒钳位控制引脚，增加系统设计的灵活性。

三、应用领域

• HEV/EV 牵引逆变器
• 电机驱动
• 太阳能逆变器
• 工业电源供应
• 充电桩

四、功能描述

1. 电源供应

• ‌输入电源 VCC‌：支持 3V 至 5.5V 的宽电压范围，具有 UVLO 保护功能。
• ‌输出电源 VDD 和 VEE‌：支持 V 至 3V 的宽电压范围，提供稳定的栅极驱动电压。

2. 驱动能力

• ‌高电流驱动‌：具备 ±0A 的峰值源和沉电流，可直接驱动 SiC MOSFET 和 IGBT 模块。
• ‌分裂输出‌：OUTH 和 OUTL 分裂输出，允许独立控制开关的开启和关闭速度。

3. 保护功能

• ‌快速过电流保护‌：具备 0ns 的快速响应时间，有效保护功率器件免受损坏。
• ‌UVLO 保护‌：在输入或输出电源欠压时，自动将输出拉低，保护系统免受损害。
• ‌主动米勒钳位‌：防止在快速切换过程中因米勒电容引起的误开启。
• ‌短路夹持‌：在短路条件下，将输出电压夹持在略高于 VDD 的水平，防止栅极过压击穿。

4. 其他功能

• ‌ASC 输入‌：在系统故障期间，通过隔离侧输入信号强制开启功率开关。
• ‌FLT 报警‌：在过电流或短路故障时，通过 FLT 引脚输出低电平报警信号。
• ‌RST/EN 引脚‌：用于启用/禁用输出侧，并重置 FLT 引脚上的故障信号。

五、典型应用

文档提供了 UCC-Q1 在半桥电路中的典型应用，包括设计要求和详细设计步骤，如输入滤波器设计、PWM 互锁、FLT/RDY/RST/EN 引脚电路、过电流和短路保护、外部主动米勒钳位等。

六、电源推荐

• ‌旁路电容‌：建议在 VCC、VDD 和 VEE 引脚附近放置适当的旁路电容，以稳定电源供应并减小噪声。
• ‌去耦合电容‌：在电源引脚附近放置去耦合电容，以滤除高频噪声。

七、布局指南

• ‌最小化寄生电感‌：驱动器应尽可能靠近被驱动的功率器件，以减小寄生电感。
• ‌电源去耦合‌：确保电源去耦合电容尽可能靠近驱动器引脚。
• ‌接地处理‌：使用星型接地方式，将驱动器的 GND 与其他电路节点（如功率 MOSFET 的源极和 PWM 控制器的地）单点连接。
• ‌热管理‌：考虑 PCB 布局以优化热传导，确保驱动器在允许的工作温度范围内运行。