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  • UCC21520、UCC21520A 4A、6A、5.7kVRMS 隔离式双通道栅极驱动器

    • ZHCSF55F June   2016  – November 2024 UCC21520

      PRODUCTION DATA  

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  • UCC21520、UCC21520A 4A、6A、5.7kVRMS 隔离式双通道栅极驱动器
  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 说明（续）
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息
    5. 6.5  功率等级
    6. 6.6  绝缘规格
    7. 6.7  安全限值
    8. 6.8  电气特性
    9. 6.9  时序要求
    10. 6.10 开关特性
    11. 6.11 绝缘特性曲线
    12. 6.12 典型特性
  8. 7 参数测量信息
    1. 7.1 传播延迟和脉宽失真度
    2. 7.2 上升至下降时间
    3. 7.3 输入和禁用响应时间
    4. 7.4 可编程死区时间
    5. 7.5 上电 UVLO 到输出延迟
    6. 7.6 CMTI 测试
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 VDD、VCCI 和欠压锁定 (UVLO)
      2. 8.3.2 输入和输出逻辑表
      3. 8.3.3 输入级
      4. 8.3.4 输出级
      5. 8.3.5 UCC21520 和 UCC21520A 中的二极管结构
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 禁用引脚
      2. 8.4.2 可编程死区时间 (DT) 引脚
        1. 8.4.2.1 将 DT 引脚连接到 VCC
        2. 8.4.2.2 DT 引脚连接至 DT 和 GND 引脚之间的编程电阻器
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 设计 INA/INB 输入滤波器
        2. 9.2.2.2 选择外部自举二极管及其串联电阻
        3. 9.2.2.3 栅极驱动器输出电阻器
        4. 9.2.2.4 栅极至源极电阻器选择
        5. 9.2.2.5 估算栅极驱动器功率损耗
        6. 9.2.2.6 估算结温
        7. 9.2.2.7 选择 VCCI、VDDA/B 电容器
          1. 9.2.2.7.1 选择 VCCI 电容器
          2. 9.2.2.7.2 选择 VDDA（自举）电容器
          3. 9.2.2.7.3 选择 VDDB 电容器
        8. 9.2.2.8 死区时间设置指南
        9. 9.2.2.9 具有输出级负偏置的应用电路
      3. 9.2.3 应用曲线
  11. 10电源相关建议
  12. 11布局
    1. 11.1 布局指南
    2. 11.2 布局示例
  13. 12器件和文档支持
    1. 12.1 第三方产品免责声明
    2. 12.2 文档支持
      1. 12.2.1 相关文档
    3. 12.3 认证
    4. 12.4 接收文档更新通知
    5. 12.5 支持资源
    6. 12.6 商标
    7. 12.7 静电放电警告
    8. 12.8 术语表
  14. 13修订历史记录
  15. 14机械、封装和可订购信息
  16. 重要声明
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Data Sheet

UCC21520、UCC21520A 4A、6A、5.7kVRMS 隔离式双通道栅极驱动器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

下载最新的英语版本

1 特性

  • 结温范围：–40°C 至 +150°C
  • 开关参数：
    • 33ns 典型传播延迟
    • 20ns 最小脉冲宽度
    • 6ns 最大脉宽失真
  • 共模瞬态抗扰度 (CMTI) 大于 125V/ns
  • 浪涌抗扰度高达 10kV
  • 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流输出
  • 3V 至 18V 输入 VCCI 范围，可与数字控制器和模拟控制器连接
  • 高达 25V 的 VDD 输出驱动电源
    • 5V 和 8V VDD UVLO 选项
  • 可编程的重叠和死区时间
  • 可针对电源时序快速禁用
  • 安全相关认证（计划）：
    • 符合 DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17) 的 8000VPK 增强型隔离
    • 符合 UL 1577 标准且长达 1 分钟的 5.7kVRMS 隔离
    • 符合 GB4943.1-2022 标准的 CQC 认证

2 应用

  • HEV 和 BEV 电池充电器
  • 直流/直流和交流/直流电源中的隔离式转换器
  • 服务器、电信、IT 和工业基础设施
  • 电机驱动和直流/交流光伏逆变器
  • LED 照明
  • 感应加热
  • 不间断电源 (UPS)

3 说明

UCC21520 是一款隔离式双通道栅极驱动器，具有 4A 峰值拉电流和 6A 峰值灌电流。该驱动器可用于驱动高达 5MHz 的功率 MOSFET、IGBT 和 SiC MOSFET。

输入侧通过一个 5.7kVRMS 增强型隔离栅与两个输出驱动器相隔离，其共模瞬态抗扰度 (CMTI) 的最小值为 125V/ns。两个二次侧驱动器之间采用内部功能隔离，支持高达 1500VDC 的工作电压。

每个驱动器可配置为两个低侧驱动器、两个高侧驱动器或一个死区时间 (DT) 可编程的半桥驱动器。禁用引脚在设为高电平时可同时关断两个输出，在保持开路或接地时允许器件正常运行。作为一种失效防护机制，初级侧逻辑故障会强制两个输出为低电平。

各个器件接受的 VDD 电源电压高达 25V。凭借 3V 至 18V 宽输入 VCCI 电压范围，该驱动器适用于连接模拟和数字控制器。所有电源电压引脚都具有欠压锁定 (UVLO) 保护功能。

凭借所有这些高级特性，UCC21520 能够实现高效率、高电源密度和稳健性。

器件信息
器件型号封装(1)封装尺寸（标称值）
UCC21520DWDW（SOIC，16）10.30mm × 7.50mm
UCC21520ADWDW（SOIC，16）10.30mm × 7.50mm
(1) 有关所有可用封装，请参阅节 14。
UCC21520 UCC21520A 功能方框图功能方框图

4 说明（续）

每个器件接受高达 25V 的 VDD 电源电压。凭借 3V 至 18V 的宽输入电压 VCCI 范围，该驱动器非常适合连接模拟和数字控制器。所有电源电压引脚都具有欠压锁定 (UVLO) 保护功能。

凭借所有这些高级特性，UCC21520 和 UCC21520A 可在各类电源应用中实现高效率、高功率密度和稳健性。

5 引脚配置和功能

UCC21520 UCC21520A DW 封装16 引脚 SOIC顶视图图 5-1 DW 封装16 引脚 SOIC顶视图
表 5-1 引脚功能
引脚 类型(1) 说明
名称 编号
DISABLE 5 I 设置为高电平时可同时禁用两个驱动器输出，而设置为低电平或保持开路时可启用输出。该引脚在保持开路时在内部被拉至低电平。为了实现更好的抗噪性能，如果不使用该引脚，则建议将其接地。连接到远距离微控制器时，可靠近 DIS 引脚放置约 1nF 的低 ESR/ESL 电容器进行旁路。
DT 6 I 可编程的死区时间功能。
将 DT 连接到 VCCI 允许输出重叠。在 DT 和 GND 之间放置一个 2kΩ 至 500kΩ 的电阻器 (RDT) 可根据以下公式调整死区时间：DT (ns) = 10 × RDT (kΩ)。建议在 DT 引脚附近将一个 ≤1nF 的陶瓷电容器与 RDT 并联，以实现更好的抗噪性能。不建议将 DT 引脚悬空。
GND 4 P 初级侧地基准。初级侧的所有信号都以该地为基准。
INA 1 I A 通道的输入信号。INA 输入具有兼容 TTL/CMOS 的输入阈值。该引脚在保持开路时在内部被拉至低电平。为了实现更好的抗噪性能，如果不使用该引脚，则建议将其接地。
INB 2 I B 通道的输入信号。INB 输入具有兼容 TTL/CMOS 的输入阈值。该引脚在保持开路时在内部被拉至低电平。为了实现更好的抗噪性能，如果不使用该引脚，则建议将其接地。
NC 7 – 无内部连接。
NC 12 – 无内部连接。
NC 13 – 无内部连接。
OUTA 15 O 驱动器 A 的输出。连接到 A 通道 FET 或 IGBT 的栅极。
OUTB 10 O 驱动器 B 的输出。连接到 B 通道 FET 或 IGBT 的栅极。
VCCI 3 P 初级侧电源电压。使用尽可能靠近器件的低 ESR/ESL 电容器在本地进行去耦（连接至 GND）。
VCCI 8 P 初级侧电源电压。此引脚在内部短接至引脚 3。
VDDA 16 P 驱动器 A 的次级侧电源。使用尽可能靠近器件的低 ESR/ESL 电容器在本地进行去耦（连接至 VSSA）。
VDDB 11 P 驱动器 B 的次级侧电源。使用尽可能靠近器件的低 ESR/ESL 电容器在本地进行去耦（连接至 VSSB）。
VSSA 14 P 次级侧驱动器 A 接地。次级侧 A 通道的接地参考。
VSSB 9 P 次级侧驱动器 B 接地。次级侧 B 通道的接地参考。
(1) P = 电源，G = 地，I = 输入，O = 输出

6 规格

6.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
输入偏置引脚电源电压 VCCI 至 GND -0.3 20 V
驱动器辅助电源 VDDA-VSSA、VDDB-VSSB -0.3 30 V
输出信号电压 OUTA 至 VSSA、OUTB 至 VSSB -0.3 VDDA/B + 0.3 V
OUTA 至 VSSA、OUTB 至 VSSB、200ns 瞬态 -2 VDDA/B + 0.3 V
输入信号电压 INA、INB、DIS、DT 至 GND -0.3 VCCI + 0.3 V
50ns INA、INB 瞬态 -5 VCCI + 0.3 V
通道间电压 VSSA-VSSB、VSSB-VSSA 1500 V
结温，TJ(2) -40 150 ℃
贮存温度，Tstg -65 150 ℃
(1) 超出绝对最大额定值 下列出的应力可能会对器件造成永久性损坏。这些仅为应力等级，并不意味着器件在这些条件下以及在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
(2) 要保持 TJ 的建议运行条件，请参阅 6.4 一节。

6.2 ESD 等级

值 单位
V(ESD)                静电放电 人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1) ±2000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101(2) ±1000
(1) JEDEC 文档 JEP155 指出：500V HBM 时能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文档 JEP157 指出：250V CDM 时能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。 

6.3 建议运行条件

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）
最小值 最大值 单位
VCCI VCCI 输入电源电压 3 18 V
VDDA、VDDB 驱动器输出辅助电源 UCC21520A 5V UVLO 版本 6.5 25 V
VDDA、VDDB 驱动器输出辅助电源 UCC21520 8V UVLO 版本 9.2 25 V
TJ 结温 -40  150 ℃

 
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