德州仪器UCC21717-Q1隔离式栅极驱动器技术解析与应用指南-电子发烧友网

Texas Instruments UCC21717-Q1隔离式单通道栅极驱动器设计用于驱动高达1700V SiC MOSFET和IGBT。它具有高级集成保护、出色的动态性能和稳健性。UCC21717-Q1具有高达±10A峰值拉电流和灌电流。输入侧与输出侧隔离，采用SiO2 电容式隔离技术，支持高达1.5kV~~RMS~~ 工作电压、12.8kVPK 浪涌抗扰度（隔离栅寿命超过40年），并具有较低的零件间偏移和150V/ns共模噪声抗扰度（CMTI）。

数据手册：*附件：Texas Instruments UCC21717-Q1隔离式单通道栅极驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments UCC21717-Q1具有先进的保护特性，例如快速过流和短路检测、分流电流检测支持、故障报告、有源米勒钳位以及输入和输出侧电源UVLO，以优化SiC和IGBT的开关特性和稳健性。隔离式模拟转PWM传感器可用于简化温度或电压检测，提高驱动器的多功能性，并简化系统设计工作、减小尺寸和降低成本。

特性

5.7kV~~RMS~~ 单通道隔离式栅极驱动器
符合汽车应用类AEC-Q100标准
- 器件温度0级（-40°C至+150°C环境工作温度范围）
- 器件人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 分类等级3A
- 器件充电器件模型 (CDM) ESD分类等级C6
功能安全质量管理型
- 可提供帮助进行功能安全系统设计的文档
高达2121Vpk 的SiC MOSFET和IGBT
最大输出驱动电压（V DD -VEE）：33V
±10A驱动强度和分割输出
最低CMTI：150V/ns
270ns响应时间快速过流保护
4A内部有源米勒钳位
故障条件下400mA软关断
具有PWM输出的隔离式模拟传感器，用于：
- 使用NTC、PTC或热敏二极管进行温度检测
- 高压直流链路或相位电压
过流报警FLT和RST/EN复位
使用RST/EN禁用器件触发软关断
抑制输入引脚上 < 40ns的瞬态噪声和脉冲
RDY上~~的12V VDD~~ UVLO（具有电源正常指示功能）
输入/输出可耐受高达5 V的过冲/欠冲瞬态电压
130 ns（最大值）传播延迟和30 ns（最大值）脉冲/零件偏移
SOIC-16 DW封装，爬电距离和间隙>8mm
工作结温范围：–40°C至150°C

功能框图

德州仪器UCC21717-Q1隔离式栅极驱动器技术解析与应用指南

一、核心特性概述

UCC21717-Q1是德州仪器推出的汽车级单通道隔离栅极驱动器，专为1700V SiC MOSFET和IGBT设计，具有以下核心优势：

?超高驱动能力?：±10A峰值源/灌电流输出，支持快速开关（1.3MHz带宽）
?先进保护机制?：270ns过流保护响应、400mA软关断、4A有源米勒钳位
?多重隔离保护?：5.7kVRMS强化隔离，150V/ns CMTI抗扰度，40年隔离屏障寿命
?集成传感功能?：隔离式PWM温度/电压传感通道（0.6-4.5V输入范围）
?汽车级认证?：AEC-Q100 Grade 1认证（-40℃至+125℃环境温度）

二、关键技术创新点

1. 智能驱动架构

?混合推挽输出?：并联PMOS与NMOS的混合结构，有效导通电阻低至0.7Ω
?动态响应优化?：开通延迟130ns（最大值），器件间偏斜仅30ns
?双电源兼容?：支持13-33V宽范围输出供电，负压可低至-16V

2. 多重保护系统

保护类型	参数指标	响应时间
过流保护	0.7V阈值 ±5%精度	≤270ns
电源监测	VDD UVLO 12V/10.7V带滞回	5μs滤波
短路钳位	OUTH对VDD正向钳位0.9V	瞬态响应

3. 隔离传感技术

?AIN-APWM转换?：内置203μA电流源，线性度±1.5%（校准后）
?PWM编码?：400kHz固定频率，0.6V→88%占空比 / 4.5V→10%占空比
?典型应用?：
- NTC温度检测（精度±1% after校准）
- DC母线电压监测（需外置分压网络）

三、典型应用设计

1. 电动汽车牵引逆变器方案

?栅极电阻选型?：
- 计算公式：R_G = (VDD-VEE)/I_peak - (R_OH+R_Gint)
- 示例：VDD=20V/VEE=-5V时，1Ω电阻可实现6.7A灌电流
?布局要点?：
- COM引脚必须采用开尔文连接至功率器件发射极
- 输入/输出侧地平面需物理分隔（建议≥8mm间距）