UCC5870-Q1 器件是一款隔離式、高度可配置的單通道柵極驅動器，旨在驅動 EV/HEV 應用中的高功率 SiC MOSFET 和 IGBT。功率晶體管保護，例如基于分流電阻器的過流、基于 NTC 的過熱和 DESAT 檢測，包括在這些故障期間可選的軟關斷或兩級關斷。為了進一步減小應用尺寸，UCC5870-Q1 在開關期間集成了一個 4A 有源米勒箝位，在驅動器未通電時集成了一個有源柵極下拉。集成的 10 位 ADC 可監控多達 6 個模擬輸入和柵極驅動器溫度，以增強系統管理。集成了診斷和檢測功能，以簡化符合 ASIL-D 標準的系統的設計。這些功能的參數和閾值可通過 SPI 接口進行配置，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

• 分離式輸出驅動器提供 30A 峰值拉電流和 30A 峰值灌電流
• 可調節的“動態”柵極驅動強度
• 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
• 初級側和次級側有源短路 （ASC） 支持
• 可配置的功率晶體管保護
  • 基于 DESAT 的短路保護
  • 基于分流電阻器的過流和短路保護
  • 基于 NTC 的過熱保護
  • 功率晶體管故障期間的可編程軟關斷 （STO） 和兩級關斷 （2LTOFF）
• 符合功能安全標準
  • 專為功能安全應用而開發
  • 提供文檔，以幫助 ISO 26262 系統設計達到 ASIL D
• 集成診斷：
  • 用于保護比較器的內置自檢 （BIST）
  • IN+ 到晶體管柵極路徑完整性
  • 功率晶體管閾值監控
  • 內部時鐘監控
  • 故障警報 （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動器
• 先進的高壓箝位控制
• 內部和外部電源欠壓和過壓保護
• 有源輸出下拉和默認低電平輸出，具有低電源或浮動輸入
• 驅動器芯片溫度感應和過熱保護
• V 時最小共模瞬態抗擾度 （CMTI） 為 100kV/μs 厘米 = 1000V
• 基于 SPI 的器件重配置、驗證、監控和診斷
• 集成 10 位 ADC，用于功率晶體管溫度、電壓和電流監控
• 安全相關認證：
  • 3750– 伏RMS根據 UL1577 標準隔離 1 分鐘（計劃）
• 符合 AEC-Q100 標準，結果如下：
  • 器件溫度等級 0：-40°C 至 125°C 環境工作溫度
  • 器件 HBM ESD 分類 2 級
  • 器件 CDM ESD 分類等級 C4b

參數

一、產品概述

UCC-Q1是一款針對汽車應用設計的-A隔離IGBT/SiC MOSFET門驅動器，集成了高級保護功能。該驅動器支持功能安全應用，符合ISO 2標準，適用于HEV和EV牽引逆變器及功率模塊。

二、主要特性

• ?高驅動能力?：提供-A的峰值源和沉電流。
• ?高級保護功能?：包括DESAT基短路保護、分流電阻基過流保護、NTC基過溫保護、可編程軟關斷（STO）和兩級關斷（LTOFF）。
• ?功能安全?：開發符合功能安全應用，提供文檔支持ISO 系統設計至ASIL D。
• ?集成診斷功能?：內置自測試（BIST）保護比較器、IN+到晶體管柵極路徑完整性監測、功率晶體管閾值監測等。
• ?高CMTI?：-kV/μs的最小共模瞬態免疫（CMTI）性能。
• ?靈活配置?：通過SPI接口可配置參數和閾值，支持多種SiC MOSFET或IGBT。
• ?位ADC?：集成0位ADC，用于監測功率晶體管的溫度、電壓和電流。

三、應用領域

• 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

• ?VCC?：3V至.V，用于低電壓主側接口。
• ?VCC?：V至V，用于門極驅動的正電源。
• ?VEE2?：-2V至V，用于門極驅動的負電源。

2. 驅動階段

• ?分裂輸出?：提供0-A的峰值源和沉電流，支持獨立控制開通和關斷速度。
• ?內部有源米勒鉗位?：在切換過程中防止誤開通，可選外部驅動米勒鉗位晶體管。

3. 保護特性

• ?過流和短路保護?：基于分流電阻和DESAT檢測，支持可編程軟關斷或兩級關斷。
• ?過溫保護?：基于NTC溫度傳感器的過溫保護。
• ?欠壓和過壓保護?：對VCC1、VCC和VEE進行欠壓和過壓監測。
• ?門極電壓監測?：確保功率晶體管柵極連接正確，并檢測門極驅動路徑故障。

4. SPI配置和診斷

• ?參數配置?：通過SPI接口配置各種保護功能的閾值和參數。
• ?故障診斷?：集成多種診斷功能，包括BIST、PWM互鎖、時鐘監測等。

5. 隔離模擬傳感

• ?集成ADC?：位ADC用于監測多達個模擬輸入，包括功率晶體管的溫度、電壓和電流。
• ?隔離模擬到PWM信號?：提供隔離的模擬到PWM信號功能，用于溫度或電壓傳感。

五、典型應用

文檔提供了兩個典型應用電路：

1. ?使用內部ADC參考和功率FET感測電流監測?：展示如何通過AI引腳監測功率FET的電流和溫度。
2. ?使用DESAT功率FET監測?：展示如何通過DESAT引腳實現過流和短路保護。

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電容應盡可能靠近電源引腳放置。
• ?接地考慮?：高電流路徑應盡可能短，以減小環路電感和噪聲。
• ?高壓考慮?：避免在驅動器下方放置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。