ZHCAD97 October   2023 AMC23C11 , UCC23513

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2具有集成 DESAT 的隔离式栅极驱动器的系统挑战
  6. 3使用 UCC23513 和 AMC23C11 的系统方法
    1. 3.1 系统概述和主要规格
    2. 3.2 原理图设计
      1. 3.2.1 电路原理图
      2. 3.2.2 配置 VCE(DESAT) 阈值和 DESAT 偏置电流
      3. 3.2.3 DESAT 消隐时间
      4. 3.2.4 DESAT 抗尖峰脉冲滤波器
    3. 3.3 参考 PCB 布局
  7. 4仿真和测试结果
    1. 4.1 仿真电路和结果
      1. 4.1.1 仿真电路
      2. 4.1.2 仿真结果
    2. 4.2 三相 IGBT 逆变器的测试结果
      1. 4.2.1 制动 IGBT 测试
      2. 4.2.2 具有相间短路保护功能的三相逆变器的测试结果
  8. 5总结
  9. 6参考资料
  10. 7修订历史记录

系统概述和主要规格

图 3-1 显示了建议电路的简化方框图。在这里,我们使用 IGBT 作为电源开关;并且该设计也适用于功率 MOSFET,但做了一些微小的更改。

GUID-20230821-SS0I-BXCJ-8VDG-GQTNH7MG9CR0-low.svg图 3-1 简化的系统框图

与非门用于实现一项功能,以便仅在 PWM 输入为高电平时监控 VCE。检测的 VCE 超过 DESAT 阈值 VREF 后,此芯片会禁用栅极驱动器的输入。表 3-1 显示了应用电路的关键参数。

表 3-1 此设计的关键系统参数
参数注释
增强型、隔离式栅极驱动器UCC23513 或 UCC23511(1)

6 引脚 DWY (SO-6) 封装,请参阅图 2-1。

支持 8V UVLO 的 B 版本。

隔离式栅极驱动电源,

VDD

+15V (IGBT),+12V (FET)单极电源
DESAT VCE 阈值电压,

VCE(DESAT)

8.0 V可配置。

请参阅第 3.2.2 节。

DESAT 偏置电流:

iBIAS(DESAT)

5.5 mA可配置。

请参阅第 3.2.2 节。

DESAT 消隐滤波器时间常数,tBLANK

0.8μs

对 VCE(SAT)=12.5V 有效。可配置。

请参阅第 3.2.3 节中的公式 8 和表 3-2。

DESAT 抗尖峰脉冲滤波器

延迟,tDEGLITCH

0.2μs可配置。

请参阅第 3.2.3 节中的公式 10。

支持复位的 DESAT 锁存启用可以禁用。
DESAT 反应时间(2)

约 1.1μs 至 1.6μs

默认配置。

请参阅测试结果。

不带连接器的 PCB 尺寸26 mm x 8.4 mm
注: (1) UCC23511 是一款与 UCC23513 采用相同封装的 1.5A 拉电流、2A 灌电流器件。

(2) 在本应用手册中,为了对保护过程进行清晰简明的描述,我们使用“DESAT 反应时间”来表示从检测的电源开关电流达到设定触发水平到电流因 DESAT 保护而开始下降的时间段。

UCC2351x 系列可用于驱动 IGBT、SiC 或 MOSFET 电源开关。UCC23511 和 UCC23513 都采用 7.50mm x 4.68mm 的扩展型 SO-6 封装尺寸,爬电距离和间隙大于 8.5mm。与基于光耦合器的标准栅极驱动器相比,这两款器件在保持引脚对引脚兼容性的同时,显著提高了性能和可靠性。其性能优势包括高 CMTI、低传播延迟和小脉冲宽度失真。输入级是仿真二极管,这与传统 LED 相比,具有长期可靠性和出色的老化特性。

AMC23C11 隔离式比较器采用 8 引脚宽体 SOIC 封装,封装尺寸为 5.85mm×7.50mm。该器件将 VIN 引脚上的输入电压与阈值进行比较,可在 20mV 至 2V 之间进行调节,并通过内部 100μA 基准电流和外部电阻器来设置。当输入电压 VIN 大于基准值 VREF 时,开漏输出主动拉至低电平。当 VIN 降至跳变阈值以下时,器件的行为由 LATCH 引脚确定:

  • 当 LATCH 引脚拉至低电平时,器件会设置为透明模式,从而允许输出状态发生变化并跟随输入信号相对于跳变阈值的情况。
  • 当 LATCH 引脚拉至高电平时,器件设置为锁存模式。检测到超出范围状况之后,OUT 引脚会拉至低电平并锁存,直至将 LATCH 引脚拉至低电平,持续至少 4μs,以便解除此锁存。

AMC23C11 中的隔离栅对电磁干扰具有很高的抗扰性,并经过认证,可提供高达 5kVRMS 的增强型电隔离。