ZHCSY78 March   2025 UCC5350L-Q1

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（汽车类）
    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、反相和同相配置
      1. 6.1.1 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. 7.3.4.4 有源米勒钳位
    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 设计 IN+/IN– 输入滤波器
        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
        4. 8.2.2.4 估算结温
        5. 8.2.2.5 选择 VCC1和 VCC2 电容器
          1. 8.2.2.5.1 选择 VCC1 电容器
          2. 8.2.2.5.2 选择 VCC2 电容器
          3. 8.2.2.5.3 具有输出级负偏置的应用电路
      3. 8.2.3 应用曲线
  10. 9 电源相关建议
  11. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
    3. 10.3 PCB 材料
  12. 11器件和文档支持
    1. 11.1 器件支持
      1. 11.1.1 第三方产品免责声明
    2. 11.2 文档支持
      1. 11.2.1 相关文档
    3. 11.3 认证
    4. 11.4 接收文档更新通知
    5. 11.5 支持资源
    6. 11.6 商标
    7. 11.7 静电放电警告
    8. 11.8 术语表
  13. 12修订历史记录
  14. 13机械、封装和可订购信息

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 UCC5350L-Q1 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 值是关键功率损耗值，能决定 UCC5350L-Q1 的热安全相关限值，可以通过计算若干分量产生的损耗来对其进行估算。

第一个分量是静态功率损耗 PGDQ，其中包含驱动器在一定开关频率下工作时的静态功率损耗以及驱动器的自身功耗。在给定 VCC1、VCC2、开关频率和环境温度下没有负载连接到 OUT 引脚时在工作台上测量 PGDQ 参数。在本示例中，VCC1 = 3.3V 且 VCC2 = 18V。当 PWM 以 150kHz 频率从 0V 切换至 3.3V 时，测得每个电源上的电流，其中 ICC1 = 1.67mA 且 ICC2 = 1.11mA。因此，可以使用方程式 5 来计算 PGDQ。

方程式 5. UCC5350L-Q1

第二个分量是开关操作损耗 PGDO，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 6 来计算负载开关产生的总动态损耗 PGSW。

方程式 6. UCC5350L-Q1

其中

  • QG 是 VCC2 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340mW，具体计算如方程式 7所示。

方程式 7. UCC5350L-Q1

QG 表示功率晶体管的总栅极电荷，该电荷随不同测试条件的变化而变化。输出级上的 UCC5350L-Q1 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将在 UCC5350L-Q1 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/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 10A 饱和值，则上拉/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，它就是非线性的。在未达到方程式 8中给出的饱和状态时，将估算栅极驱动器损耗。

方程式 8. P G D O = P G S W 2 R O H | | R N M O S R O H | | R N M O S + R G O N + R G F E T _ I n t + R O L R O L + R G O F F + R G F E T _ I n t

在此设计示例中，所有预测的拉电流和灌电流均小于 10A，因此，使用 方程式 9来估算栅极驱动器损耗。

方程式 9. UCC5350L-Q1

其中

  • VOUTH/L(t) 是导通和关断期间的栅极驱动器 OUT 引脚电压。在输出饱和一段时间的情况下，该值可以简化为恒流源（在导通和关断时为10A），对负载电容器进行充电或放电。因此，VOUTH/L(t) 波形将是线性的，可以轻松地预测 TR_Sys 和 TF_Sys。

可使用 方程式 10计算 UCC5350L-Q1 栅极驱动器中耗散的总栅极驱动器损耗，PGD。

方程式 10. UCC5350L-Q1