UCC21320-Q1 汽车级 3.75kVrms、4A/6A 双通道隔离栅极驱动器数据手册

UCC21320-Q1 是一款隔离式双通道栅极驱动器，具有 4A 拉电流和 6A 灌电流峰值电流。它设计用于驱动高达 5MHz 的功率 MOSFET、IGBT 和 SiC MOSFET。

输入侧通过 3.75kVRMS 基本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）。两个次级侧驱动器之间的内部功能隔离允许高达 1500VDC 的工作电压。
*附件：ucc21320-q1.pdf

每个驱动器都可以配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个具有可编程死区时间 （DT） 的半桥驱动器。一个禁用引脚可同时关闭两个输出，并在保持开路或接地状态时允许正常作。作为故障安全措施，初级侧逻辑故障会强制两个输出为低电平。

每个器件都接受高达 25V 的 VDD 电源电压。3V 至 18V 的宽输入 VCCI 范围使驱动器适合与模拟和数字控制器连接。所有电源电压引脚均具有欠压锁定 （UVLO） 保护。

凭借所有这些高级功能，UCC21320-Q1 可实现高效率、高功率密度和稳健性。

特性

• 4A 峰值拉电流、6A 峰值灌电流输出
• 3V 至 18V 输入 VCCI 范围，可与数字和模拟控制器连接
• 高达 25V VDD 输出的驱动电源
• 切换参数：
  • 33ns 典型传播延迟
  • 20ns 最小脉冲宽度
  • 6ns 最大脉宽失真
• 共模瞬态抗扰度 （CMTI） 大于 125V/ns
• 通用：双低侧、双高侧或半桥驱动器
• 可编程重叠和死区时间
• 宽体 SOIC-14 （DWK） 封装
  • 驱动器通道之间的间距为 3.3mm
• 结温范围 –40 至 +150°C
• TTL 和 CMOS 兼容输入
• 快速禁用电源排序
• 适用于汽车应用
• 符合 AEC-Q100 标准，结果如下
  • 设备温度等级 1

参数

方框图

一、产品概述

UCC0-Q是一款A源电流、6A漏电流、.5kV RMS隔离的双通道栅极驱动器，专为汽车电子应用设计。该驱动器能够驱动MOSFET、IGBT和SiC MOSFET，适用于HEV和BEV电池充电器、隔离转换器、电机驱动和太阳能逆变器等应用。

二、主要特性

• ‌双通道设计‌：支持双低侧、双高侧或半桥驱动配置。
• ‌宽输入电压范围‌：输入VCCI电压范围为3V至8V，适用于数字和模拟控制器接口。
• ‌高输出驱动能力‌：每通道高达A的源电流和A的漏电流。
• ‌高隔离电压‌：.5kV RMS基本隔离屏障，CMTI大于5V/ns。
• ‌可编程重叠和死区时间‌：通过DT引脚实现可编程死区时间控制。
• ‌快速禁用功能‌：禁用引脚可同时关闭两个输出，实现快速电源排序。
• ‌AEC-Q认证‌：符合汽车应用标准，温度等级为级。

三、应用领域

• HEV和BEV电池充电器
• 隔离转换器（DC-DC和AC-DC电源供应）
• 电机驱动和DC-to-AC太阳能逆变器
• 不间断电源（UPS）

四、功能描述

• ‌双通道灵活性‌：每个通道可独立配置为低侧、高侧或半桥驱动，适用于多种拓扑结构。
• ‌高CMTI‌：确保在高噪声环境中稳定工作。
• ‌可编程死区时间‌：防止半桥或H桥电路中的直通现象。
• ‌UVLO保护‌：输入和输出侧均具备欠压锁定保护，确保在供电不足时关闭输出。
• ‌快速禁用‌：通过禁用引脚实现快速关闭，提高系统安全性。

五、典型应用

文档提供了一个典型的半桥应用电路，展示了UCC-Q1如何驱动SiC MOSFET。同时，还提供了详细的设计要求、设计步骤和布局指南，帮助用户实现可靠的系统设计。

六、电源推荐

• ‌ 输入供电电压（VCCI） ‌：推荐范围为V至V，需使用低ESR/ESL的陶瓷电容旁路至GND。
• ‌ 输出供电电压（VDDA/VDDB） ‌：最高可达V，需使用低ESR/ESL的陶瓷电容旁路至相应的VSSA/VSSB。

七、布局指南

• ‌组件放置‌：旁路电容应尽可能靠近VCCI、VDDA/VDDB和相应的GND/VSSA/VSSB引脚放置。
• ‌最小化寄生电感‌：驱动器应尽可能靠近被驱动的功率半导体，以减小寄生电感。
• ‌避免噪声耦合‌：确保隔离屏障区域的PCB设计不会降低隔离性能，避免在隔离屏障下方放置PCB走线或铜层。
• ‌热设计‌：在高功率密度应用中，需考虑散热设计，确保器件结温不超过最大允许值。