STMicroelectronics : Doppel-Gatetreiber optimieren Schalt-Lösungen auf SiC- und IGBT-Basis
Die Gatetreiber STGAP2HD and STGAP2SICD werden bereits produziert und sind zu Preisen ab 1,84 US-Dollar (ab 1.000 Stück) lieferbar. Zusätzlich werden die Demo-Boards EVALSTGAP2HDM and EVALSTGAP2SICD angeboten, die eine zügige Evaluierung der von den beiden Gatetreibern gebotenen Features beim Ansteuern einer Halbbrücken-Leistungsstufe erlauben.
- © STMDer STGAP2HD für IGBTs und der STGAP2SICD für SiC-MOSFETs kommen dank der neuesten galvanischen Isolationstechnik von ST in einem Wide-Body-Gehäuse der Bauform SO-36W auf eine Kurzzeit-Spannungsfestigkeit von 6 kV. Die Beständigkeit gegen Spannungsflanken von bis zu ±100 V/ns verhindert ferner ein unbeabsichtigtes Einschalten in Einsatzumgebungen mit einem hohen Aufkommen an elektrischen Störungen. Die Bauelemente können ein starkes Gate-Ansteuersignal von bis zu 4 A erzeugen, wobei die zwei Ausgangs-Pins für zusätzliche Flexibilität bei der Gate-Ansteuerung sorgen, da die Einschalt- und Ausschaltzeiten unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die aktive Miller-Clamp-Schaltung unterbindet außerdem das Entstehen von Gate-Spikes bei der schnellen Kommutierung in Halbbrücken-Topologien.
Zu den eingebauten Schutzfunktionen gehören ein Überhitzungsschutz, ein Watchdog-Timer für den sicheren Betrieb und eine für jeden Kanal einzeln wirkende Unterspannungs-Sperre (Under-Voltage Lockout, UVLO), um ein Anlaufen unter riskanten, ineffizienten Bedingungen zu verhindern. Im Fall des STGAP2SICD ist die Ansprechspannung der UVLO-Funktion höher eingestellt und somit für die spezifischen Anforderungen von SiC-MOSFETs optimiert. Beide Bausteine besitzen einen ILOCK-Pin zum gleichzeitigen Einschalten beider Kanäle in zweikanaligen low-seitigen Konfigurationen und asymmetrischen Halbbrücken-Applikationen. Zusätzlich gibt es eine Verriegelungsfunktion, die das Entstehen von Querströmen in konventionellen Halbbrücken-Schaltungen ausschließt.
Beide Treiber sind hochspannungsseitig für Spannungen bis zu 1.200 V ausgelegt und bieten eine Signallaufzeit vom Eingang zum Ausgang von 75 ns mit hoher PWM-Genauigkeit. Mit ihren speziellen Shutdown- und Brems-Pins sowie einem Standby-Pin zum Absenken der Verlustleistung zielen die neuen zweikanaligen, galvanisch isolierten Gatetreiber von ST auf Anwendungen wie zum Beispiel Stromversorgungen, Antriebe, Wechselrichter, Schweißgeräte und Ladegeräte. Da die Eingangs-Pins bis 3,3 V herab kompatibel zu TTL- und CMOS-Logik sind, vereinfacht sich außerdem der Anschluss an einen als Host fungierenden Mikrocontroller oder DSP.