ZHCSIX8F October   2018  – July 2026 UCC23513

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  功率等级
    6. 5.6  绝缘规格
    7. 5.7  安全相关认证
    8. 5.8  安全限值
    9. 5.9  电气特性
    10. 5.10 开关特性
    11. 5.11 绝缘特性曲线
    12. 5.12 典型特性
  7. 6 参数测量信息
    1. 6.1 传播延迟、上升时间和下降时间
    2. 6.2 IOH 和 IOL 测试
    3. 6.3 CMTI 测试
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 电源
      2. 7.3.2 输入级
      3. 7.3.3 输出级
      4. 7.3.4 保护特性
        1. 7.3.4.1 欠压锁定 (UVLO)
        2. 7.3.4.2 有源下拉
        3. 7.3.4.3 短路钳位
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 ESD 结构
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 选择输入电阻器
        2. 8.2.2.2 栅极驱动器输出电阻器
        3. 8.2.2.3 估算栅极驱动器功率损耗
          1. 8.2.2.3.1 案例 1 - 线性上拉和下拉电阻器
          2. 8.2.2.3.2 案例 2 - 非线性上拉/下拉电阻器
        4. 8.2.2.4 估算结温
        5. 8.2.2.5 选择 VCC 电容器
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
      3. 8.4.3 PCB 材料
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

8.2.2.3 估算栅极驱动器功率损耗

栅极驱动器子系统中的总损耗 PG 包括 UCC23513 器件的功率损耗 (PGD) 和外围电路中的功率损耗，例如外部栅极驱动电阻器。

PGD 值是关键功率损耗，决定了 UCC23513 器件的热安全相关限制。通过计算几个分量产生的损耗来估算 PGD 值。

第一个分量是静态功率损耗 PGDQ，其中包括输入级中耗散的功率 (PGDQ_IN) 以及在无负载时以特定开关频率工作时输出级中耗散的静态功率 (PGDQ_OUT)。PGDQ_IN 由 IF 和 VF 决定，方程式 5 给出了算法。PGDQ_OUT 参数在给定 VCC、开关频率和环境温度下没有负载连接到 VOUT 引脚时在工作台上测量。在此示例中，VCC 为 15V。PWM 开关频率为 10kHz 时电源上的电流测量为 ICC = 1.33mA。因此，可以使用方程式 6 来计算 PGDQ_OUT。

方程式 5. P G D Q _ I N = 1 2 × V F × I F
方程式 6. P G D Q _ O U T = V C C × I C C

栅极驱动器中耗散的总静态功率（无任何负载电容）由方程式 5 与方程式 6 之和给出，如方程式 7 所示。

方程式 7. P G D Q = P G D Q _ I N + P G D Q _ O U T = 10 m W + 20 m W = 30 m W

第二个分量是开关操作损耗 PGDSW，此时具有给定的负载电容，驱动器在每个开关周期中对其进行充电和放电。使用方程式 8 来计算负载开关产生的总动态损耗 PGSW。

方程式 8. P G S W = V C C 2 × Q G × f S W

其中

  • QG 是 VCC 下功率晶体管的栅极电荷。

因此，在本应用示例中，负载开关产生的总动态损耗约为18mW，具体计算如方程式 9 所示。

方程式 9. P G S W = 15 V × 120 n C × 10 k H z = 18 m W

QG 表示功率晶体管在以 50A 的电流和 520V 的电压进行开关时的总栅极电荷，该电荷随测试条件的变化而变化。输出级上的 UCC23513 栅极驱动器损耗 PGDO 是 PGSW 的一部分。如果外部栅极驱动器电阻和功率晶体管内部电阻为 0Ω，则 PGDO 等于 PGSW，所有栅极驱动器损耗会在 UCC23513 内耗散。如果存在外部导通和关断电阻，则总损耗将分布在栅极驱动器上拉和下拉电阻、外部栅极电阻和功率晶体管内部电阻之间。重要的是，如果拉电流/灌电流未达到 4.5A/5.3A 饱和值，则上拉和下拉电阻是线性的固定电阻，然而，如果拉电流/灌电流达到饱和，它会是非线性的。因此，PGDO 在这两种情形下是不同的。