STMicroelectronics EVSTGAP2SICSAC演示板設(shè)計(jì)用于評(píng)估STGAP2SICSAC隔離式單通道柵極驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電壓高達(dá)520V的半橋功率級(jí)。該演示板支持用戶通過(guò)使用采用H2PACK-7L或H2PACK-2L或HU3PAK封裝的適當(dāng)器件替代電源開關(guān)來(lái)提高總線電壓。 EVSTGAP2SICSAC板實(shí)現(xiàn)負(fù)柵極驅(qū)動(dòng)，板載隔離式直流-直流轉(zhuǎn)換器支持SiC MOSFET的優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電壓。該演示板非常 適合用于中等功率和大功率逆變器應(yīng)用，例如配備SiC MOSFET電源開關(guān)的工業(yè)應(yīng)用中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics EVSTGAP2SICSAC演示板數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 半橋配置，高壓軌道高達(dá)520V
• SCT055H65G3AG 650V、58mΩ（典型值）和30A第3代SiC MOSFET
• 負(fù)柵極驅(qū)動(dòng)
• 17V/0V、17V/-3V、19V/0V和19V/-3 V跳線選擇 驅(qū)動(dòng)電壓配置
• 板載隔離式直流-直流轉(zhuǎn)換器，為高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器供電，由VAUX=5V饋電，最大隔離為5.2kV
• 板載生成3.3V或VAUX = 5V時(shí)提供VDD邏輯

示意圖

?STGAP2SICSAC隔離門極驅(qū)動(dòng)評(píng)估板技術(shù)解析?

一、產(chǎn)品概述

EVSTGAP2SICSAC是意法半導(dǎo)體推出的半橋評(píng)估板，專為評(píng)測(cè)?STGAP2SICSAC隔離單通道門極驅(qū)動(dòng)器?設(shè)計(jì)。該驅(qū)動(dòng)器具備4A輸出能力與軌到軌輸出特性，適用于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)等中高功率逆變場(chǎng)景，尤其適配SiC MOSFET功率開關(guān)。

二、核心特性與技術(shù)亮點(diǎn)

1. 評(píng)估板硬件配置

• ?功率拓?fù)?/strong>?：半橋結(jié)構(gòu)，高壓母線支持?520V?
• ?功率器件?：搭載SCT055H65G3AG第三代SiC MOSFET（650V/58mΩ/30A）
• ?供電設(shè)計(jì)?：
  • 通過(guò)板載隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生高低側(cè)驅(qū)動(dòng)電源（輸入VAUX=5V）
  • 隔離耐壓達(dá)?5.2kV?
  • 邏輯電源VDD支持3.3V（板載生成）或外部5V輸入
• ?驅(qū)動(dòng)電壓靈活配置?：通過(guò)跳線可選四種模式：
  • +17V/0V、+17V/-3V、+19V/0V、+19V/-3V

2. 驅(qū)動(dòng)器性能參數(shù)

• ?隔離等級(jí)?：6kV（符合UL 1577標(biāo)準(zhǔn)）
• ?驅(qū)動(dòng)能力?：4A源出/吸入電流（25℃）
• ?傳播延遲?：45ns（輸入至輸出總延遲）
• ? 米勒鉗位（Miller CLAMP） ?：抑制半橋架構(gòu)開關(guān)過(guò)程中的柵極電壓尖峰
• ?保護(hù)功能?：
  • 欠壓鎖定（UVLO）優(yōu)化值適配SiC MOSFET
  • 溫度關(guān)斷保護(hù)
• ?兼容性?：支持3.3V/5V TTL/CMOS輸入，帶滯回特性

三、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)解析

1. 柵極驅(qū)動(dòng)電路（圖1）

• 雙輸入引腳（IN+/IN-）支持信號(hào)極性控制與硬件互鎖保護(hù)，防止控制器故障導(dǎo)致的橋臂直通
• 門極電阻（R1/R6=39Ω）與串聯(lián)阻尼電阻優(yōu)化開關(guān)速度
• 鉗位電路通過(guò)CLAMP引腳連接至米勒電容，抑制高頻振蕩

2. 電源與隔離設(shè)計(jì)（圖2）

• ? 隔離DC-DC模塊（U3/U4） ?：采用Murata MGJ2D051509SC，實(shí)現(xiàn)高低側(cè)獨(dú)立供電
• ?穩(wěn)壓保護(hù)?：
  • 齊納二極管（D4-D9）構(gòu)成多級(jí)電壓箝位
  • 濾波網(wǎng)絡(luò)（C15-C24）確保電源穩(wěn)定性

3. 高壓接口設(shè)計(jì)

• 功率端子（CN1/CN2）采用TE FASTON插接件（5.08mm間距）
• 緩沖電容（C29=33nF/1.25kV）并聯(lián)于高壓總線，吸收浪涌能量

四、應(yīng)用場(chǎng)景與擴(kuò)展能力

1. 典型應(yīng)用領(lǐng)域

• 工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)
• 伺服控制系統(tǒng)
• 光伏逆變器
• 不間斷電源（UPS）

2. 硬件擴(kuò)展方案

通過(guò)更換功率器件與調(diào)整電容C29，可支持：

• ?更高電壓等級(jí)?：替換為H2PACK-7L/H2PACK-2L/HU3PAK封裝的開關(guān)管
• ?功率升級(jí)?：適配不同電流規(guī)格的SiC MOSFET模塊

五、設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)總結(jié)

1. ?集成化保護(hù)?：UVLO與熱關(guān)斷提升系統(tǒng)魯棒性
2. ?負(fù)壓驅(qū)動(dòng)支持?：優(yōu)化SiC MOSFET關(guān)斷可靠性
3. ?靈活配置?：跳線選擇驅(qū)動(dòng)電壓，適應(yīng)不同器件需求
4. ?緊湊布局?：雙面板設(shè)計(jì)優(yōu)化信號(hào)完整性（圖5-6）

六、開發(fā)建議

• ?動(dòng)態(tài)測(cè)試?：通過(guò)跳線調(diào)整驅(qū)動(dòng)電阻（JP1/JP22）與電容（C3/C10），驗(yàn)證不同負(fù)載條件下的驅(qū)動(dòng)波形
• ?散熱優(yōu)化?：功率MOSFET（Q1/Q2）的散熱焊盤需通過(guò)導(dǎo)熱材料連接至外部散熱器