安森美NCx5710y：高性能IGBT门极驱动器的卓越之选

在电力电子领域，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）作为关键的功率开关器件，被广泛应用于各种高功率场景。而IGBT门极驱动器的性能，直接影响着IGBT的开关特性和系统的整体性能。今天，我们就来深入探讨安森美（onsemi）推出的NCx5710y系列高电流单通道IGBT驱动器。

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产品概述

NCx5710y系列包括NCD57100、NCD57101、NCV57100和NCV57101等型号，专为高功率应用设计，旨在实现高系统效率和可靠性。该系列驱动器具有内部电流隔离功能，输入侧兼容5V和3.3V信号，驱动侧支持宽偏置电压范围，包括负电压能力。其提供超过5kVrms（UL1577认证）的电流隔离和超过1424V（工作电压）的能力，采用宽体SOIC - 16封装，输入和输出之间保证有8mm的爬电距离，满足加强安全绝缘要求。

框图

一、产品关键信息提取

（一）产品概述

NCx5710y 是具有内部电流隔离的高电流单通道 IGBT 驱动器，适用于高功率应用，旨在提高系统效率和可靠性。该系列包含 NCD57100、NCD57101、NCV57100、NCV57101 等型号，输入侧可兼容 5V 和 3.3V 信号，驱动侧支持宽偏置电压范围，具备负电压能力。提供 >5kVrms（UL1577 认证）的电流隔离和 >1424V（工作电压）能力，采用宽体 SOIC - 16 封装，输入输出间爬电距离达 8mm，满足加强安全绝缘要求。

（二）产品特性

1. 高电流输出：峰值输出电流 ±7A，低输出阻抗，能增强 IGBT 驱动能力。
2. 精准控制：短传播延迟且匹配精准，有主动米勒钳位功能，可防止门极误开启。
3. 保护功能：具备 DESAT 保护（可编程延迟）、DESAT 诊断功能、软关断、输出禁用功能，DESAT 可承受负电压至 -8V。
4. 宽电压范围：输入电源电压 3.3V - 5V，驱动侧偏置电压范围宽，含负电压。
5. 高可靠性：5000V 电流隔离（符合 UL1577 要求），1424Vpk / 1000Vrms 工作电压（符合 VDE0884 - 11 要求），高瞬态和电磁抗扰性。
6. 汽车级应用：NCV 前缀适用于汽车等有特殊要求的应用，通过 AEC - Q100 认证，支持 PPAP。

（三）引脚说明

引脚名称	编号	输入/输出	描述
VEE2A、VEE2	1、8	电源	输出侧负电源，需接高质量旁路电容到 GND2，建议外部连接，可设热冷却多边形
DESAT	2	输入/输出	检测 IGBT 短路饱和，内部恒流源充电外部电容实现可编程消隐延迟
GND2	3	电源	输出侧门极驱动参考，连接 IGBT 发射极或 FET 源极
OUTH（NCx57100）	4	输出	为 IGBT/FET 门极提供合适驱动电压和源电流
N/C（NCx57101）	未连接	无	无
VDD2	5	电源	输出侧正电源，工作范围从 UVLO2 到最大值，需接旁路电容到 GND2
OUTL（NCx57100）、OUT（NCx57101）	6	输出	为 IGBT/FET 门极提供合适驱动电压和灌电流
CLAMP	7	输入/输出	在关断期间钳位 IGBT/FET 门极，防止寄生导通
GND1A、GND1	9、16	电源	输入侧接地参考，建议外部连接，可设热冷却多边形
IN+	10	输入	非反相门极驱动输入，内部钳位到 Vpp1，有 50kΩ 下拉电阻
IN -	11	输入	反相门极驱动输入，内部钳位到 Vpp，有 50kΩ 上拉电阻
RDY	12	输出	电源正常指示输出，高电平有效，多个可“或”在一起
/FLT	13	输出	故障输出，低电平有效，多个可“或”在一起
/RST	14	输入	复位输入，低电平有效，有内部 50kΩ 上拉电阻，有复位、禁用、DESAT 检查功能
VDD1	15	电源	输入侧电源（3.3V - 5V）

（四）电气特性

1. 电源相关：UVLO1 和 UVLO2 有输出使能和禁用阈值及迟滞电压，输入和输出电源静态电流有不同工作状态下的参数。
2. 逻辑输入输出：IN+、IN - 、/RST 有高低输入电压、输入迟滞电压、输入电流等参数，还有输入脉冲宽度要求。
3. 驱动器输出：输出高低状态有不同负载下的电压参数，峰值驱动电流、软关断灌电流等有相应值。
4. 米勒钳位：钳位电压、钳位激活阈值有典型值。
5. DESAT 保护：DESAT 阈值电压、负电压、消隐充电和放电电流有规定。
6. 动态特性：传播延迟、延迟失真、上升和下降时间、DESAT 相关时间参数等有具体数值。

（五）典型应用

适用于汽车应用、电机控制、工业电源、太阳能逆变器、焊接、不间断电源（UPS）等。

二、技术提炼与总结

（一）关键技术点

1. 隔离技术：提供高电压隔离能力，满足 UL1577 和 VDE0884 - 11 等安全标准，确保系统安全可靠运行，减少电气干扰。
2. 保护机制：DESAT 保护可在 IGBT 短路时及时响应，通过软关断保护器件，消隐延迟可防止误触发；UVLO 可在电源电压异常时关断 IGBT，保护系统。
3. 米勒钳位：主动米勒钳位功能有效防止 IGBT 因米勒效应误开启，提高系统稳定性，支持双极性和单极性电源。
4. 逻辑控制：多种输入输出引脚实现逻辑控制和状态反馈，如 RDY 指示电源状态，/FLT 反馈故障信息，/RST 可复位故障、禁用输出或测试 DESAT 电路。

（二）设计注意事项

1. 电源设计：需使用合适的外部电源电容，如 100nF + 4.7μF 陶瓷电容组合，大容量应用可增大电容值，电容应靠近驱动器电源引脚。
2. 输入保护：当控制单元和驱动器输入侧使用独立电源时，输入应通过串联电阻保护，防止电源故障损坏驱动器。
3. DESAT 保护设计：选择快速开关、低内部电容的二极管，使用外部保护二极管防止电压尖峰，合理设置消隐时间。

三、内容总结

安森美 NCx5710y 系列 IGBT 门极驱动器以其高电流输出、完善的保护功能、宽电压范围和高隔离能力，成为高功率应用的理想选择。在设计过程中，工程师需关注电源设计、输入保护和 DESAT 保护等关键方面，以确保系统的可靠性和稳定性。该系列驱动器在汽车、工业等多个领域有广泛的应用前景，能为不同的高功率应用提供高效、可靠的解决方案。各位工程师在实际应用中，不妨根据具体需求深入研究其特性，充分发挥该驱动器的优势。