UCC5390-Q1 汽车级 17-A 5kv RMS 单通道隔离式栅极驱动器数据手册

UCC5390-Q1 是一款单通道隔离式栅极驱动器，具有 10A 拉电流和 10A 灌电流峰值电流，设计用于驱动 MOSFET、IGBT 和 SiC MOSFET。UCC5390-Q1 的 UVLO2 以 GND2 为基准，这有利于双极电源并优化 SiC 和 IGBT 开关行为和稳健性。
*附件：ucc5390-q1.pdf

UCC5390-Q1 采用 8.5mm SOIC-8 （DWV） 封装，可支持高达 5kVRMS 的隔离电压。输入侧采用 SiO2 电容隔离技术与输出侧隔离，隔离栅使用寿命超过 40 年。该器件具有高驱动强度和真正的 UVLO 检测功能，非常适合在车载充电器和牵引逆变器等应用中驱动 IGBT 和 SiC MOSFET。

与光耦合器相比，UCC5390-Q1 具有更低的器件间偏移、更低的传播延迟、更高的工作温度和更高的 CMTI。

特性

• 5kVRMS 单通道隔离栅极驱动器
• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用
  • 温度等级 1
  • HBM ESD 分类等级 H2
  • CDM ESD 分类等级 C6
• 功能安全 质量管理
  • 提供有助于功能安全系统设计的文档
• 以 GND2 为基准的 12V UVLO
• 8 引脚 DWV（8.5mm 爬电距离）封装
• 60ns （典型值） 传播延迟
• 传播延迟中的小器件间偏斜
• 最小 CMTI 为 100V/ns
• 10A 最小峰值电流
• 3V 至 15V 输入电源电压
• 高达 33V 的驱动器电源电压
• 输入引脚上的负 5V 处理能力
• 安全相关认证：
  • 7000VPK 隔离 （DWV），符合 DIN V VDE V 0884-11：2017-01（计划）
  • 5000VRMS （DWV） 隔离额定值，持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • 符合 GB4943.1-2011 的 CQC 认证
• CMOS 输入
• 工作结温：–40°C 至 +150°C

参数

方框图

一、产品概述

UCC-Q1是一款单通道隔离门驱动器，专为SiC/IGBT及汽车应用设计。它支持高达kV RMS的隔离电压，符合AEC-Q0汽车应用标准，并具有多种高级保护功能。

二、主要特性

• ‌高隔离电压‌：kV RMS隔离电压，适用于高电压应用。
• ‌宽输入电压范围‌：输入侧支持V至V的宽电压范围。
• ‌强驱动能力‌：输出侧支持高达0A的峰值源/漏电流。
• ‌快速响应‌：ns（典型值）的传播延迟，适用于高速开关应用。
• ‌高CMTI‌：最小共模瞬态抑制比（CMTI）为V/ns。
• ‌保护功能‌：包括欠压锁定（UVLO）、短路钳位、活动下拉等。
• ‌小尺寸封装‌：采用8引脚DWV（.mm爬电距离）封装，节省空间。
• ‌认证齐全‌：包括VDE、UL、CQC等安全认证。

三、应用领域

• 车载充电器
• 电动汽车（EV）牵引逆变器
• DC充电站

四、功能描述

• ‌电源管理‌：
  • 输入侧（VCC1）和输出侧（VCC、VEE）均具有独立的电源管理功能。
  • 支持双极电源配置，优化SiC和IGBT的开关行为和鲁棒性。
• ‌驱动能力‌：
  • 输出级采用PMOS和NMOS并联结构，提供高达0A的峰值源/漏电流。
  • 支持高达V的驱动电压，适用于高电压应用。
• ‌保护功能‌：
  • UVLO功能：防止输入侧和输出侧电源欠压导致的驱动异常。
  • 短路钳位功能：在短路条件下将输出电压钳位在安全范围内。
  • 活动下拉功能：在无电源情况下将输出下拉至低电平，防止误开通。
• ‌其他功能‌：
  • 支持CMOS输入，兼容.V和5V逻辑电平。
  • 提供故障信号输出（FLT），便于系统监控和故障处理。

五、典型应用

文档提供了UCC-Q1在驱动IGBT的典型应用电路，包括设计要求、详细设计步骤和布局指南。典型应用涵盖了输入滤波器设计、输出电阻选择、功率损耗计算等方面。

六、电源推荐

为确保可靠运行，建议在VCC1和GND1之间使用.µF的旁路电容，在VCC和VEE之间使用1µF的旁路电容。对于长距离供电情况，建议使用更大容量的电解电容进行滤波。

七、布局指南

• 驱动器应尽可能靠近功率半导体放置，以减小寄生电感。
• 旁路电容应尽可能靠近电源引脚放置，以减小电源噪声。
• 输入侧和输出侧应使用独立的地平面，避免相互干扰。
• 避免在隔离屏障下方放置PCB走线或铜层，以防噪声耦合。
• 合理规划PCB层叠结构，确保良好的热散逸和电气性能。