JAJA775 October   2023 AMC23C11 , UCC23513

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
  5. 2DESAT 機能を内蔵した絶縁型ゲート ドライバに関するシステムの課題
  6. 3UCC23513 および AMC23C11 を使用したシステム アプローチ
    1. 3.1 システムの概要と主な仕様
    2. 3.2 回路図の設計
      1. 3.2.1 回路図
      2. 3.2.2 VCE(DESAT) スレッショルドおよび DESAT バイアス電流の構成
      3. 3.2.3 DESAT ブランキング時間
      4. 3.2.4 DESAT グリッチ除去フィルタ
    3. 3.3 リファレンス PCB レイアウト
  7. 4シミュレーションおよびテスト結果
    1. 4.1 シミュレーション回路と結果
      1. 4.1.1 シミュレーション回路
      2. 4.1.2 シミュレーション結果
    2. 4.2 3 相 IGBT インバータによるテスト結果
      1. 4.2.1 ブレーキ IGBT テスト
      2. 4.2.2 位相間短絡が発生した 3 相インバータのテスト結果
  8. 5まとめ
  9. 6参考資料
  10. 7改訂履歴

システムの概要と主な仕様

図 3-1 に、本提案の回路の概略ブロック図を示します。ここではパワー スイッチとして IGBT を使用していますが、若干の変更でパワー MOSFET にも適した設計となっています。

AMC23C11 UCC23513 システムの概略ブロック図図 3-1 システムの概略ブロック図

NAND ゲートを使用することで、PWM 入力が High のときのみ VCE を監視する機能を実現しています。センシングされた VCE が DESAT スレッショルド VREF を超えると、チップはゲート ドライバの入力をディセーブルします。アプリケーション回路の主要なパラメータを、表 3-1 に示します。

表 3-1 設計に関する主要なシステム パラメータ
パラメータコメント
強化絶縁型ゲート ドライバUCC23513 または UCC23511 (1)

6 ピン DWY (SO-6) パッケージ。図 2-1 を参照してください。

8V UVLO をサポートする B バージョン。

絶縁型ゲート ドライブ電源、

VDD

+15V (IGBT)、+12 V (FET)ユニポーラ電源
DESAT VCE スレッショルド電圧、

VCE(DESAT)

8.0 V構成可能。

セクション 3.2.2 を参照してください。

DESAT バイアス電流、

iBIAS(DESAT)

5.5mA構成可能。

セクション 3.2.2 を参照してください。

DESAT ブランキング フィルタ時定数、tBLANK

0.8μs

VCE(SAT)=12.5V の場合に有効。構成可能。

セクション 3.2.3 の式 8 と表 3-2 を参照してください。

DESAT グリッチ除去フィルタ

遅延、tDEGLITCH

0.2μs構成可能。

セクション 3.2.3 の式 10 を参照してください。

リセット付き DESAT ラッチイネーブルディセーブルにできます。
DESAT 応答時間 (2)

約 1.1μs~1.6μs

デフォルト構成。

テスト結果を参照してください。

PCB サイズ (コネクタなし)26mm x 8.4mm
注: (1) UCC23511 は、UCC23513 と同じパッケージの、1.5A ソース、2A シンクのデバイスです。

(2) このアプリケーション ノートでは保護プロセスの説明を明確かつ簡単にするために、センシングされたパワー スイッチの電流が設定されたトリガ レベルに達してから、DESAT 保護により電流が低下し始めるまでの期間を、DESAT 応答時間としています。

UCC2351x シリーズは、IGBT、SiC、MOSFET のパワー スイッチの駆動に使用できます。UCC23511 と UCC23513 はどちらも、8.5mm 以上の沿面距離と空間距離を持つ、本体サイズ 7.50mm × 4.68mm のストレッチ SO-6 パッケージで提供されます。どちらのデバイスも、ピン互換性を維持しながら、標準的なフォトカプラ ベースのゲート ドライバに比べて性能と信頼性を大幅に向上させます。性能については、高い CMTI、低伝搬遅延、小さなパルス幅歪みといったアドバンテージを持っています。入力段にはダイオード エミュレーション (ediode) が採用されており、従来の LED に比べて長期的な信頼性と優れた経時特性を実現します。

AMC23C11 絶縁型コンパレータは、本体サイズ 5.85mm × 7.50mm の 8 ピンのワイド ボディ SOIC パッケージで供給されます。このデバイスは、VIN ピンの入力電圧を 20mV~2V まで調整可能なスレッショルドと比較し、100μA の内部リファレンス電流と外付け抵抗により設定されます。オープン ドレイン出力は、入力電圧 VIN がリファレンス電圧 VREF を上回ると能動的に Low にプルされます。VIN がトリップ スレッショルドを下回ると、デバイスの動作は LATCH ピンによって決まります。

  • LATCH ピンが Low にプルされると、デバイスは透過モードに設定され、出力状態はトリップ スレッショルドに応じて変化し、入力信号に追従します。
  • LATCH ピンが High にプルされる、デバイスはラッチ モードに設定されます。範囲外の状態が検出されると、OUT ピンは Low にプルされてラッチされます。このラッチは、LATCH ピンが少なくとも 4μs 間 Low にプルされるまで解除されません。

AMC23C11 の絶縁バリアは、磁気干渉に対して高い耐性があり、最大 5kVRMS の強化ガルバニック絶縁を実現することが認証されています。