深入解析NCx57090y, NCx57091y：高性能IGBT/MOSFET門驅(qū)動(dòng)器

在電力電子領(lǐng)域，IGBT和MOSFET作為關(guān)鍵的功率開關(guān)器件，其驅(qū)動(dòng)電路的性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率和可靠性起著至關(guān)重要的作用。今天，我們就來(lái)詳細(xì)探討一下安森美（onsemi）推出的NCx57090y, NCx57091y系列高電流單通道IGBT/MOSFET門驅(qū)動(dòng)器。

文件下載：onsemi NCx57091 IGBT，MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器.pdf

產(chǎn)品概述

NCx57090y, NCx57091y（x = D or V, y = A, B, C, D, E or F）具備5 kVrms內(nèi)部電流隔離，專為高功率應(yīng)用中的高系統(tǒng)效率和可靠性而設(shè)計(jì)。該系列驅(qū)動(dòng)器接受互補(bǔ)輸入，并根據(jù)引腳配置提供多種選項(xiàng)，如有源米勒鉗位（版本A/D/F）、負(fù)電源（版本B）以及單獨(dú)的高低（OUTH和OUTL）驅(qū)動(dòng)器輸出（版本C/E），方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它能適應(yīng)3.3 V至20 V的寬范圍輸入偏置電壓和信號(hào)電平，采用寬體SOIC - 8封裝。

框圖

產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

強(qiáng)大的輸出能力

具有高峰值輸出電流（+6.5 A/ - 6.5 A），低鉗位電壓降，無(wú)需負(fù)電源即可防止寄生柵極導(dǎo)通（版本A/D/F），能有效應(yīng)對(duì)高功率需求。

精準(zhǔn)的信號(hào)處理

短傳播延遲且匹配精確，在短路時(shí)能對(duì)IGBT/MOSFET柵極進(jìn)行有效鉗位和主動(dòng)下拉，確保信號(hào)處理的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

靈活的偏置設(shè)計(jì)

緊密的欠壓鎖定（UVLO）閾值提供偏置靈活性，寬偏置電壓范圍包括負(fù)VEE2（版本B），支持3.3 V、5 V和15 V邏輯輸入。

高抗干擾能力

具備高瞬態(tài)抗擾度和高電磁抗擾度，能在復(fù)雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定工作。

環(huán)保與可靠性

采用無(wú)鉛、無(wú)鹵素/BFR且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，NCV前綴適用于汽車和其他需要獨(dú)特現(xiàn)場(chǎng)和控制變更要求的應(yīng)用，通過(guò)AEC - Q100認(rèn)證并具備PPAP能力。

引腳連接與功能描述

引腳連接

詳細(xì)的引腳連接信息可在數(shù)據(jù)手冊(cè)第2頁(yè)查看，不同版本的引腳功能有所差異，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。

功能描述

• 電源引腳：VDD1和VDD2分別為輸入側(cè)和輸出側(cè)電源，需要連接高質(zhì)量的旁路電容到相應(yīng)的地引腳，以確保最佳性能。欠壓鎖定（UVLO）電路確保在電源電壓高于特定閾值時(shí)設(shè)備正常工作。
• 輸入引腳：IN +和IN -分別為非反相和反相門驅(qū)動(dòng)器輸入，內(nèi)部有鉗位和等效電阻，確保在無(wú)輸入信號(hào)時(shí)輸出為低電平，且需要最小的正或負(fù)脈沖寬度才能使輸出響應(yīng)。
• 輸出引腳：OUT、OUTH和OUTL為驅(qū)動(dòng)器輸出，為IGBT/MOSFET柵極提供合適的驅(qū)動(dòng)電壓和源/灌電流。CLAMP引腳用于在關(guān)斷期間對(duì)IGBT/MOSFET柵極進(jìn)行鉗位保護(hù)。

電氣特性分析

電源相關(guān)特性

在不同的電源電壓和輸入狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)器的靜態(tài)電流表現(xiàn)穩(wěn)定，如IDD1 - 0 - 3.3、IDD1 - 0 - 5和IDD1 - 0 - 15在輸入為低電平時(shí)均約為2 mA。

邏輯輸入與輸出特性

輸入電壓的高低電平閾值明確，低電平輸入電壓（VIL）為0 - 0.3 × VDD1，高電平輸入電壓（VIH）為0.7 × VDD1 - VDD1，且輸入電流在不同電壓下相對(duì)穩(wěn)定。

驅(qū)動(dòng)器輸出特性

輸出低態(tài)和高態(tài)的電壓降在不同的灌電流和源電流條件下有明確的范圍，如VoUTL1在灌電流為200 mA時(shí)典型值為0.15 V，最大值為0.3 V。

米勒鉗位與短路鉗位特性

在NCD57090A版本中，鉗位電壓（VCLAMP）和鉗位激活閾值（VCLAMP - THR）有特定的取值范圍，能有效防止IGBT/MOSFET的誤觸發(fā)。在IGBT短路鉗位時(shí)，不同的鉗位電壓（VCLAMP - OUTH、VCLAMP - OUTL和VCLAMP - CLAMP）能在特定電流和脈沖測(cè)試條件下保持穩(wěn)定。

動(dòng)態(tài)特性

傳播延遲、上升時(shí)間和下降時(shí)間等動(dòng)態(tài)參數(shù)在不同的輸入電壓和負(fù)載條件下有明確的指標(biāo)，如傳播延遲在不同VDD1電壓下典型值為60 ns，上升時(shí)間和下降時(shí)間在負(fù)載電容為1 nF時(shí)約為13 ns。

典型應(yīng)用與使用注意事項(xiàng)

典型應(yīng)用

該系列驅(qū)動(dòng)器適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如電機(jī)控制、不間斷電源（UPS）、汽車應(yīng)用、工業(yè)電源和太陽(yáng)能逆變器等。

使用注意事項(xiàng)

• 欠壓鎖定（UVLO）：UVLO確保連接到驅(qū)動(dòng)器輸出的IGBT/MOSFET正確開關(guān)。當(dāng)電源VDD1或VDD2低于特定閾值時(shí)，IGBT/MOSFET關(guān)斷且輸出禁用。在高負(fù)載柵極電容超過(guò)10 nF時(shí)，需遵循去耦電容布線指南，電容值至少為10 μF，并使用最小阻值為2 Ω的柵極電阻，以避免高di/dt對(duì)內(nèi)部電路（如UVLO2）的干擾。
• 有源米勒鉗位保護(hù)（CLAMP）：NCx5709yB支持雙極電源，通過(guò)負(fù)電壓防止IGBT/MOSFET因米勒效應(yīng)而意外導(dǎo)通。版本A/D/F支持單極電源，通過(guò)有源米勒鉗位功能防止不必要的導(dǎo)通，CLAMP輸出應(yīng)直接連接到IGBT/MOSFET柵極。
• 電源供應(yīng)：驅(qū)動(dòng)器變體A/C/D/E和F支持單極電源，變體B支持雙極電源。需要合適的外部電源電容來(lái)可靠驅(qū)動(dòng)IGBT/MOSFET柵極，電容應(yīng)盡可能靠近驅(qū)動(dòng)器的電源引腳。

總結(jié)

NCx57090y, NCx57091y系列IGBT/MOSFET門驅(qū)動(dòng)器憑借其豐富的功能、卓越的性能和高可靠性，為高功率應(yīng)用提供了理想的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的版本，并嚴(yán)格遵循使用注意事項(xiàng)，以充分發(fā)揮該系列驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題或者有什么獨(dú)特的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)?？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。