Texas Instruments UCC5871-Q1 IGBT/SiC MOSFET 栅极驱动器是一款隔离式、高度可配置的单通道栅极驱动器，设计用于驱动EV/HEV应用中的大功率SiC MOSFET和IGBT。功率晶体管保护，如基于分流电阻器的过流、基于NTC的过热和DESAT检测，包括在这些故障期间可选择的软关断或两级关断。–为了进一步减小应用尺寸，Texas Instruments UCC5871-Q1在开关期间集成了4A有源米勒钳位，在驱动器断电时集成了有源栅极下拉。集成的10位ADC支持监控多达六个模拟输入和栅极驱动器温度，从而增强系统管理。集成诊断和检测功能，简化系统设计。这些特性的参数和阈值可通过SPI接口进行配置，因此该器件几乎可以与任何SiC MOSFET或IGBT搭配使用。

数据手册：*附件：Texas Instruments UCC5871-Q1 IGBT，SiC MOSFET栅极驱动器数据手册.pdf

特性

分离输出驱动器提供30A峰值拉电流和30A峰值灌电流。
互锁和击穿保护，具有150ns（最大值）传播延迟和可编程最小脉冲抑制
一次侧和二次侧有源短路 (ASC) 支持
可配置功率晶体管保护
- 基于DESAT的短路保护
- 基于分流电阻的过流和短路保护
- 基于NTC的过热保护
- 功率晶体管故障时可编程软关断 (STO) 和两级关断 (2LTOFF)
集成的诊断
- 内置自检 (BIST)，用于保护比较器
- IN+至晶体管栅极路径完整性
- 功率晶体管阈值监控
- 内部时钟监控
- 故障报警 (nFLT1) 和警告 (nFLT2) 输出
符合功能安全标准
- 开发用于功能安全应用
- 可提供文档，协助ISO 26262系统设计（高达ASIL D）
集成4A有源米勒钳位或可选外部驱动，用于米勒钳位晶体管
先进的高压钳位控制
内部和外部电源欠压和过压保护
有源输出下拉和默认低输出，电源或浮动输入低
驱动器裸片温度检测和过热保护
共模瞬态抑制 (CMTI)：100kV/?s（最小值，VCM=1000V时）
基于SPI的设备重新配置、验证、监控和诊断
集成10位ADC，用于功率晶体管温度、电压和电流监控

简化示意图

德州仪器UCC5871-Q1汽车级IGBT/SiC MOSFET栅极驱动器技术解析

一、产品概述与核心特性

UCC5871-Q1是德州仪器(TI)推出的汽车级单通道隔离栅极驱动器，专为驱动电动汽车/混合动力汽车(EV/HEV)应用中的高功率SiC MOSFET和IGBT设计。该器件采用TI专有的SiO?隔离技术，具有以下显著特性：

?超高驱动能力?：提供30A峰值灌电流和30A峰值拉电流，采用分体式输出设计优化开关性能
?先进保护机制?：集成DESAT去饱和保护、基于分流电阻的过流保护、NTC温度保护及可编程软关断(STO)和两级关断(2LTOFF)功能
?功能安全合规?：支持ISO 26262系统设计至ASIL D等级，提供完整的文档支持
?集成诊断功能?：包含保护比较器自检(BIST)、栅极路径完整性检测、功率管阈值监控和内部时钟监测
?灵活配置接口?：通过SPI接口实现器件重配置、验证和诊断，支持100kHz至4MHz时钟速率

二、关键电气参数与性能

2.1 电源规格

?输入侧供电?：VCC1范围3V至5.5V，典型静态电流7.7mA
?输出侧供电?：VCC2范围15V至30V，VEE2范围-12V至0V，总供电电压(VCC2-VEE2)不超过30V
?保护阈值?：
- VCC2欠压锁定(UVLO)四档可调(10V/12V/14V/16V)
- VCC2过压锁定(OVLO)四档可调(18V/20V/22V/24V)
- VEE2欠压锁定三档可调(-3V/-5V/-8V)

2.2 驱动性能

?输出特性?：
- 高边输出电压(VOUTH)：VCC2-33mV(典型值@100mA)
- 低边输出电压(VOUTL)：33mV(典型值@100mA)
- 峰值驱动电流：15A(源出)/15A(灌入)
?开关参数?：
- 传播延迟：150ns(典型值@0.1nF负载)
- 上升/下降时间：150ns(10nF负载)
- 最大开关频率：50kHz(ADC禁用时)