UCC5870-Q1 器件是一款隔離式、高度可配置的單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，旨在驅(qū)動(dòng) EV/HEV 應(yīng)用中的高功率 SiC MOSFET 和 IGBT。功率晶體管保護(hù)，例如基于分流電阻器的過(guò)流、基于 NTC 的過(guò)熱和 DESAT 檢測(cè)，包括在這些故障期間可選的軟關(guān)斷或兩級(jí)關(guān)斷。為了進(jìn)一步減小應(yīng)用尺寸，UCC5870-Q1 在開(kāi)關(guān)期間集成了一個(gè) 4A 有源米勒箝位，在驅(qū)動(dòng)器未通電時(shí)集成了一個(gè)有源柵極下拉。集成的 10 位 ADC 可監(jiān)控多達(dá) 6 個(gè)模擬輸入和柵極驅(qū)動(dòng)器溫度，以增強(qiáng)系統(tǒng)管理。集成了診斷和檢測(cè)功能，以簡(jiǎn)化符合 ASIL-D 標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這些功能的參數(shù)和閾值可通過(guò) SPI 接口進(jìn)行配置，這使得該器件幾乎可以與任何 SiC MOSFET 或 IGBT 一起使用。
*附件：ucc5870-q1.pdf

特性

• 分離式輸出驅(qū)動(dòng)器提供 30A 峰值拉電流和 30A 峰值灌電流
• 可調(diào)節(jié)的“動(dòng)態(tài)”柵極驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度
• 具有 150ns（最大）傳播延遲和可編程最小脈沖抑制的互鎖和擊穿保護(hù)
• 初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)有源短路 （ASC） 支持
• 可配置的功率晶體管保護(hù)
  • 基于 DESAT 的短路保護(hù)
  • 基于分流電阻器的過(guò)流和短路保護(hù)
  • 基于 NTC 的過(guò)熱保護(hù)
  • 功率晶體管故障期間的可編程軟關(guān)斷 （STO） 和兩級(jí)關(guān)斷 （2LTOFF）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)
  • 專為功能安全應(yīng)用而開(kāi)發(fā)
  • 提供文檔，以幫助 ISO 26262 系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到 ASIL D
• 集成診斷：
  • 用于保護(hù)比較器的內(nèi)置自檢 （BIST）
  • IN+ 到晶體管柵極路徑完整性
  • 功率晶體管閾值監(jiān)控
  • 內(nèi)部時(shí)鐘監(jiān)控
  • 故障警報(bào) （nFLT1） 和警告 （nFLT2） 輸出
• 集成 4A 有源米勒鉗位或用于米勒鉗位晶體管的可選外部驅(qū)動(dòng)器
• 先進(jìn)的高壓箝位控制
• 內(nèi)部和外部電源欠壓和過(guò)壓保護(hù)
• 有源輸出下拉和默認(rèn)低電平輸出，具有低電源或浮動(dòng)輸入
• 驅(qū)動(dòng)器芯片溫度感應(yīng)和過(guò)熱保護(hù)
• V 時(shí)最小共模瞬態(tài)抗擾度 （CMTI） 為 100kV/μs 厘米 = 1000V
• 基于 SPI 的器件重配置、驗(yàn)證、監(jiān)控和診斷
• 集成 10 位 ADC，用于功率晶體管溫度、電壓和電流監(jiān)控
• 安全相關(guān)認(rèn)證：
  • 3750– 伏RMS根據(jù) UL1577 標(biāo)準(zhǔn)隔離 1 分鐘（計(jì)劃）
• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如下：
  • 器件溫度等級(jí) 0：-40°C 至 125°C 環(huán)境工作溫度
  • 器件 HBM ESD 分類 2 級(jí)
  • 器件 CDM ESD 分類等級(jí) C4b

參數(shù)

一、產(chǎn)品概述

UCC-Q1是一款針對(duì)汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的-A隔離IGBT/SiC MOSFET門(mén)驅(qū)動(dòng)器，集成了高級(jí)保護(hù)功能。該驅(qū)動(dòng)器支持功能安全應(yīng)用，符合ISO 2標(biāo)準(zhǔn)，適用于HEV和EV牽引逆變器及功率模塊。

二、主要特性

• ?高驅(qū)動(dòng)能力?：提供-A的峰值源和沉電流。
• ?高級(jí)保護(hù)功能?：包括DESAT基短路保護(hù)、分流電阻基過(guò)流保護(hù)、NTC基過(guò)溫保護(hù)、可編程軟關(guān)斷（STO）和兩級(jí)關(guān)斷（LTOFF）。
• ?功能安全?：開(kāi)發(fā)符合功能安全應(yīng)用，提供文檔支持ISO 系統(tǒng)設(shè)計(jì)至ASIL D。
• ?集成診斷功能?：內(nèi)置自測(cè)試（BIST）保護(hù)比較器、IN+到晶體管柵極路徑完整性監(jiān)測(cè)、功率晶體管閾值監(jiān)測(cè)等。
• ?高CMTI?：-kV/μs的最小共模瞬態(tài)免疫（CMTI）性能。
• ?靈活配置?：通過(guò)SPI接口可配置參數(shù)和閾值，支持多種SiC MOSFET或IGBT。
• ?位ADC?：集成0位ADC，用于監(jiān)測(cè)功率晶體管的溫度、電壓和電流。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

• HEV和EV牽引逆變器
• HEV和EV功率模塊

四、功能描述

1. 電源供應(yīng)

• ?VCC?：3V至.V，用于低電壓主側(cè)接口。
• ?VCC?：V至V，用于門(mén)極驅(qū)動(dòng)的正電源。
• ?VEE2?：-2V至V，用于門(mén)極驅(qū)動(dòng)的負(fù)電源。

2. 驅(qū)動(dòng)階段

• ?分裂輸出?：提供0-A的峰值源和沉電流，支持獨(dú)立控制開(kāi)通和關(guān)斷速度。
• ?內(nèi)部有源米勒鉗位?：在切換過(guò)程中防止誤開(kāi)通，可選外部驅(qū)動(dòng)米勒鉗位晶體管。

3. 保護(hù)特性

• ?過(guò)流和短路保護(hù)?：基于分流電阻和DESAT檢測(cè)，支持可編程軟關(guān)斷或兩級(jí)關(guān)斷。
• ?過(guò)溫保護(hù)?：基于NTC溫度傳感器的過(guò)溫保護(hù)。
• ?欠壓和過(guò)壓保護(hù)?：對(duì)VCC1、VCC和VEE進(jìn)行欠壓和過(guò)壓監(jiān)測(cè)。
• ?門(mén)極電壓監(jiān)測(cè)?：確保功率晶體管柵極連接正確，并檢測(cè)門(mén)極驅(qū)動(dòng)路徑故障。

4. SPI配置和診斷

• ?參數(shù)配置?：通過(guò)SPI接口配置各種保護(hù)功能的閾值和參數(shù)。
• ?故障診斷?：集成多種診斷功能，包括BIST、PWM互鎖、時(shí)鐘監(jiān)測(cè)等。

5. 隔離模擬傳感

• ?集成ADC?：位ADC用于監(jiān)測(cè)多達(dá)個(gè)模擬輸入，包括功率晶體管的溫度、電壓和電流。
• ?隔離模擬到PWM信號(hào)?：提供隔離的模擬到PWM信號(hào)功能，用于溫度或電壓傳感。

五、典型應(yīng)用

文檔提供了兩個(gè)典型應(yīng)用電路：

1. ?使用內(nèi)部ADC參考和功率FET感測(cè)電流監(jiān)測(cè)?：展示如何通過(guò)AI引腳監(jiān)測(cè)功率FET的電流和溫度。
2. ?使用DESAT功率FET監(jiān)測(cè)?：展示如何通過(guò)DESAT引腳實(shí)現(xiàn)過(guò)流和短路保護(hù)。

六、電源推薦

• ?VCC?：推薦使用.V或5V電源，并連接0.1μF和4.7μF的旁路電容。
• ?VCC?：推薦使用5V至0V電源，并連接0.1μF和4.7μF的旁路電容。
• ?VEE2?：推薦使用-2V至V電源，并連接.μF和.μF的旁路電容。
• ?VREF?：可選外部V參考電壓，用于提高ADC精度。

七、布局指南

• ?組件放置?：低ESR/ESL電容應(yīng)盡可能靠近電源引腳放置。
• ?接地考慮?：高電流路徑應(yīng)盡可能短，以減小環(huán)路電感和噪聲。
• ?高壓考慮?：避免在驅(qū)動(dòng)器下方放置PCB走線或銅層，以增加隔離性能。
• ?熱考慮?：增加VCC2和VEE2到PCB的銅連接面積，以提高散熱性能。