概述
ADuM4146是一款單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，專(zhuān)門(mén)針對(duì)驅(qū)動(dòng)碳化硅(SiC)、金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)進(jìn)行了優(yōu)化。ADI公司的iCoupler ^?^ 技術(shù)在輸入信號(hào)與輸出柵極驅(qū)動(dòng)器之間實(shí)現(xiàn)隔離。

ADuM4146包含米勒箝位，以便柵極電壓小于2 V時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的SiC單軌電源關(guān)斷。輸出側(cè)可以由單電源或雙電源供電，是否使能米勒箝位功能也可以進(jìn)行配置。

ADI公司芯片級(jí)變壓器還提供芯片高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的控制信息隔離通信。芯片狀態(tài)信息可從專(zhuān)用輸出讀取。當(dāng)器件副邊出現(xiàn)故障時(shí)，可以在原邊對(duì)復(fù)位操作進(jìn)行控制。

去飽和檢測(cè)電路集成在ADuM4146上，提供高壓短路SiC工作保護(hù)。去飽和保護(hù)包含降低噪聲干擾的功能，比如在開(kāi)關(guān)動(dòng)作之后提供300ns的屏蔽時(shí)間，用來(lái)屏蔽初始導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰（參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)中的圖17）?？蛇x內(nèi)部500 μA電流源有助于降低器件數(shù)量；如需提高抗噪水平，內(nèi)部消隱開(kāi)關(guān)也支持使用外部電流源。

考慮到通用SiC和絕緣柵極雙極性晶體管(IGBT)電平，A級(jí)副邊欠壓閉鎖(UVLO)設(shè)置為14.5 V，B級(jí)和C級(jí)設(shè)置為11.5 V（典型值）。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADUM4146提供故障檢測(cè)、米勒鉗位的11A高壓隔離雙極性柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• SiC/MOSFET/IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器
• 光伏(PV)逆變器
• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 電源

特性

• 11 A 短路拉電流（0 Ω 柵極電阻）
• 9 A 短路灌電流（0 Ω 柵極電阻）
• 4.61 A 峰值電流（2 Ω 柵極電阻）
• 輸出功率套件電阻：<1 Ω
• 輸出電壓范圍高達(dá) 30 V
• VDD2 上存在多個(gè)欠壓鎖定 (UVLO) 選項(xiàng)
  • A 級(jí)：VDD2 上的 14.5 V（典型值）UVLO 正向閾值
  • B 級(jí)和 C 級(jí)：VDD2 上的 11.5 V（典型值）UVLO 正向閾值
• VDD1 輸入電壓范圍為 2.5 V 至 6 V
• 去飽和保護(hù)
  • 發(fā)生去飽和故障時(shí)軟關(guān)斷
• 多種去飽和檢測(cè)比較器電壓
  • B 級(jí)：9.2 V（典型值）
  • A 級(jí)和 C 級(jí)：3.5 V（典型值）
• 具有柵極感應(yīng)輸入的米勒箝位輸出
• 隔離式故障和就緒功能
• 低傳播延遲：75 ns（典型值）
• 工作溫度范圍：?40°C 至 +125°C
• 爬電距離：8.3 mm（最小值）
• CMTI：100 kV/μs
• 安全和監(jiān)管審批（申請(qǐng)中）
  • 5000 V rms 持續(xù) 1 分鐘，符合 UL 1577 標(biāo)準(zhǔn)
  • CSA 元件驗(yàn)收通知 5A
  • DIN V VDE V 0884-11
  • VIORM = 2150 V 峰值

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

PCB布局

ADuM4146碳化硅（SiC）柵極驅(qū)動(dòng)器無(wú)需外部接口電路用于邏輯接口。在輸入和輸出電源引腳處需要進(jìn)行電源去耦。在輸入電源引腳處使用一個(gè)0.01μF至0.1μF的小型陶瓷電容，以提供最佳的高頻去耦。在輸出電源引腳VDD2處，建議從VDD2到GND2添加10μF電容，為驅(qū)動(dòng)ADuM4146輸出的柵極電容提供所需的電荷。從VDD2到VS2再添加一個(gè)10μF電容可進(jìn)一步改善去耦效果。在輸出電源引腳處，應(yīng)避免在旁路電容上使用過(guò)孔，可采用多個(gè)過(guò)孔來(lái)降低旁路電感。較小的輸入或輸出電源引腳兩端的總引線長(zhǎng)度不得超過(guò)5mm。

傳播延遲相關(guān)參數(shù)

傳播延遲是指邏輯信號(hào)通過(guò)一個(gè)組件所需的時(shí)間。傳播延遲到輸出可以與傳播延遲到高或低有所不同。ADuM4146將tDLH指定為輸入邏輯高閾值（VIH）上升到輸出邏輯高閾值（VOH）的10%所需的時(shí)間（見(jiàn)圖16）。同樣，下降傳播延遲（tDHL）定義為輸入邏輯低閾值（VIL）下降到輸出邏輯低閾值（VOL）的90%所需的時(shí)間。上升和下降時(shí)間取決于負(fù)載條件，并且不包含在傳播延遲中，傳播延遲是柵極驅(qū)動(dòng)器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

傳播延遲偏差是指在相同溫度、輸入電壓和負(fù)載條件下，多個(gè)ADuM4146組件之間傳播延遲的最大差異。

保護(hù)特性

• 故障報(bào)告 ：ADuM4146為碳化硅金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（SiC MOSFET）運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的故障提供保護(hù)。主要故障情況是去飽和。如果檢測(cè)到飽和，ADuM4146會(huì)關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)，并將FAULT引腳置為低電平。輸出保持禁用狀態(tài)，直到RESET引腳被拉低至少500ns，然后再拉高。RESET引腳拉低時(shí)，F(xiàn)AULT引腳再次變?yōu)榈碗娖?。只要RESET引腳保持低電平，輸出就保持禁用狀態(tài)。RESET引腳內(nèi)部有一個(gè)300 kΩ下拉電阻。
• 去飽和檢測(cè) ：與ADuM4146相連的SiC MOSFET相關(guān)電路偶爾會(huì)出現(xiàn)組件故障或錯(cuò)誤。例如，電感器和電機(jī)繞組短路，或電源和接地母線短路。由此產(chǎn)生的過(guò)電流會(huì)使SiC MOSFET的漏極到源極電壓過(guò)高。為檢測(cè)這種情況并降低對(duì)MOSFET造成損壞的可能性，ADuM4146使用去飽和閾值（VDESAT_TH）。對(duì)于B級(jí)器件，該閾值為9.2V；對(duì)于A級(jí)和C級(jí)器件，該閾值為3.5V。當(dāng)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器或低側(cè)驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)到這種情況時(shí)，SiC MOSFET會(huì)關(guān)閉。此時(shí)，F(xiàn)AULT引腳會(huì)變?yōu)榈碗娖?。?nèi)部電流約為500μA，還可選擇使用外部電流源或上拉電阻來(lái)提高充電電流。ADuM4146具有內(nèi)置的消隱時(shí)間，以防止在SiC MOSFET首次導(dǎo)通時(shí)觸發(fā)去飽和檢測(cè)（報(bào)告）。消隱時(shí)間到故障引腳的時(shí)間小于2μs。將RESET引腳拉低可清除故障。RESET引腳具有500ns的內(nèi)部去抖動(dòng)時(shí)間（tDEB_RESET），如圖17所示，提供300ns的屏蔽時(shí)間，在SiC MOSFET導(dǎo)通初期，使連接到地的內(nèi)部開(kāi)關(guān)保持閉合。