Texas Instruments UCC14140-Q1 3kVRMS 隔離式DC-DC模塊是符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的高隔離電壓DC-DC電源模塊，設(shè)計(jì)用于為IGBT或SiC柵極驅(qū)動(dòng)器供電。UCC14140-Q1集成了變壓器和直流-直流控制器，采用專有架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高密度和極低排放。高精度輸出電壓可提供更好的通道增強(qiáng)，從而提高系統(tǒng)效率，同時(shí)不會(huì)對(duì)功率器件柵極造成過(guò)大壓力。UCC14140-Q1的輸入電壓既支持電動(dòng)汽車寬泛的LiFePO4 電池電壓（8V-18V），也支持穩(wěn)壓12V電源軌（10.8V-13.2V），具有不同的輸出功率。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments UCC14140-Q1 3kVRMS隔離式直流-直流模塊數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments UCC14140-Q1是一款完全集成的模塊，具有片上器件保護(hù)功能，需要非常少的外部元件，可提供額外的特性。這些特性包括輸入欠壓鎖定、過(guò)壓鎖定、輸出電壓電源正常比較器、過(guò)熱關(guān)斷、軟啟動(dòng)超時(shí)、可調(diào)隔離式正負(fù)輸出電壓、使能引腳和開(kāi)漏輸出電源正常引腳。

特性

• 采用隔離變壓器的完全集成高密度隔離式直流/直流模塊
• 隔離式直流/直流模塊，用于驅(qū)動(dòng)：IGBT、SiC FET
• 輸入電壓范圍：8V至18V，絕對(duì)最大值為32V
• 用于10.8V < VIN < 13.2V的輸出功率：1.5W（TA ≤ 85°C時(shí)）
• 用于8V < VIN < 18V的輸出功率：1W（TA ≤ 85°C時(shí)）
• 可調(diào)節(jié)（VDD 至VEE）輸出電壓（通過(guò)外部電阻器）：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為15V至25V，調(diào)節(jié)精度為±1.3%
• 可調(diào)節(jié)（COM至VEE）輸出電壓（通過(guò)外部電阻器）：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為2.5V至（VDD 至VEE），調(diào)節(jié)精度為±1.3%
• 使能、電源良好、UVLO、OVLO、軟啟動(dòng)、短路、功率限制、欠壓、過(guò)壓和過(guò)熱保護(hù)
• 采用擴(kuò)頻調(diào)制和集成變壓器，電磁輻射低
• CMTI >150kV/μs
• 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
  • 溫度等級(jí)1：-40°C ≤ TJ ≤ 150°C
  • 溫度等級(jí)1：-40°C ≤ TA ≤ 125°C
• 支持功能安全
  • 來(lái)輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 計(jì)劃中的安全相關(guān)認(rèn)證
  • 5657VPK 基本隔離，符合DIN EN IEC 60747-17（VDE 0884-17）標(biāo)準(zhǔn)
  • 3000VRMS 隔離1分鐘，符合UL 1577標(biāo)準(zhǔn)
  • 基本絕緣，符合CQC GB4943.1標(biāo)準(zhǔn)
• 36引腳、寬SSOP封裝

功能框圖

德州儀器UCC14140-Q1隔離式DC/DC模塊技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、模塊概述?

UCC14140-Q1是德州儀器推出的汽車級(jí)高密度隔離DC/DC電源模塊，專為電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車（EV/HEV）逆變器、電機(jī)控制以及工業(yè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該模塊集成變壓器和控制器，具有以下核心特性：

• ?高集成度?：36引腳SSOP封裝（12.83mm×7.5mm），內(nèi)置變壓器實(shí)現(xiàn)>3kVRMS隔離
• ?寬輸入范圍?：支持8V-18V輸入（兼容12V電池系統(tǒng)），10.8V-13.2V時(shí)輸出功率1.5W
• ?雙路可調(diào)輸出?：
  • (VDD-VEE)電壓范圍15V-25V，精度±1.3%
  • (COM-VEE)電壓范圍2.5V至(VDD-VEE)，精度±1.3%
• ?安全認(rèn)證?：符合AEC-Q100 Grade 1標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃通過(guò)UL1577、VDE0884-17等隔離認(rèn)證

?二、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新?

?1. 磁隔離架構(gòu)?

• ?集成MagLam變壓器?：采用專有疊層磁芯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)16MHz高頻開(kāi)關(guān)與低EMI特性
• ?超高CMTI性能?：±150kV/μs共模瞬態(tài)抗擾度，適應(yīng)SiC/GaN器件高速開(kāi)關(guān)場(chǎng)景
• ?雙芯片冗余設(shè)計(jì)?：通過(guò)兩套獨(dú)立霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)XYZ三軸磁場(chǎng)檢測(cè)

?2. 智能功率管理?

• ?動(dòng)態(tài)功率分配?：輸入電壓自適應(yīng)調(diào)節(jié)（8V-18V時(shí)1W，10.8V-13.2V時(shí)1.5W）
• ?雙重保護(hù)機(jī)制?：
  • 輸入欠壓鎖定（UVLO）：7.8V（上升）/7V（下降）
  • 輸出過(guò)壓保護(hù)（OVP）：(VDD-VEE)閾值31V

?3. 汽車級(jí)可靠性?

• ?工作溫度范圍?：-40℃至150℃（結(jié)溫）
• ?故障監(jiān)測(cè)?：集成電源正常（PG）信號(hào)、溫度監(jiān)控和看門(mén)狗定時(shí)器

三、典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)?

?1. 關(guān)鍵元件選型建議?

• ?輸入濾波?：0.1μF陶瓷電容（靠近VIN引腳）并聯(lián)20μF電解電容
• ?反饋網(wǎng)絡(luò)?：
  • VDD調(diào)節(jié)：RFBVDD_TOP=40.2kΩ, RFBVDD_BOT=5.1kΩ（設(shè)定25V輸出）
  • COM調(diào)節(jié)：RFBVEE_TOP=10kΩ, RFBVEE_BOT=10kΩ（設(shè)定-5V輸出）

?2. 布局要點(diǎn)?

• ?熱管理?：在GNDP和VEE焊盤(pán)下方布置≥12個(gè)熱過(guò)孔（直徑0.3mm）
• ?EMI優(yōu)化?：敏感信號(hào)（FBVDD/FBVEE）走線遠(yuǎn)離高頻開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)

?四、設(shè)計(jì)驗(yàn)證數(shù)據(jù)?

?五、行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景?

1. ?新能源汽車?
   • 牽引逆變器柵極驅(qū)動(dòng)電源（如TI UCC5870-Q1配套方案）
   • 車載充電機(jī)（OBC）隔離偏置
2. ?工業(yè)自動(dòng)化?
   • 伺服驅(qū)動(dòng)器IGBT供電
   • 光伏逆變器SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)

?六、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?

1. ?安全間距?：
   • 初級(jí)/次級(jí)間保持≥8mm爬電距離（符合DIN EN IEC 60747-17）
2. ?熱降額曲線?：
   • 環(huán)境溫度＞85℃時(shí)需按SOA曲線降低輸出功率
3. ?動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化?：
   • 推薦在COM端子添加COUT1B電容（10μF）改善瞬態(tài)響應(yīng)