Isolierter IGBT-Gate-Treiber ISO5452 mit hoher Gleichtakt-Transienten-Immunität (CMTI)

Der ISO5452 von Texas Instruments ist ein verstärkter, isolierter 5,7-kV_RMS-Gate-Treiber für IGBTs und MOSFETs mit geteilten Ausgängen, OUTH und OUTL, der einen Quellenstrom von 2,5 A bzw. einen Senkenstrom von 5 A bereitstellt. Die Eingangsseite wird mit einer einzelnen Spannungsversorgung von 2,25 V bis 5,25 V betrieben. Die Ausgangsseite ermöglicht einen Versorgungsspannungsbereich von min. 15 V bis max. 30 V. Zwei komplementäre CMOS-Eingänge steuern den Eingangszustand des Gate-Treibers. Die geringe Ausbreitungsverzögerung von 76 ns gewährleistet eine präzise Steuerung der Ausgangsstufe.

Eine interne Entsättigungsfehlererkennung (DESAT) erkennt, wenn eine Überspannung am IGBT anliegt. Bei Festellen einer Entsättigung (DESAT) blockiert eine Dämpfungslogik sofort den Ausgang des Isolators und leitet einen Sanftauslauf ein, bei dem OUTH gesperrt und OUTL für einen Zeitraum von 2 μs auf Low gezogen wird. Wenn OUTL bezogen auf das höchste negative Versorgungspotenzial (V_EE2) 2 V erreicht, wird der Gate-Treiber-Ausgang hart auf V_EE2-Potenzial gezogen, was zu einem sofortigen Abschalten des IGBT führt.

Bei aktiver Entsättigung wird ein Fehlersignal über die Isolierbarriere gesendet, das den FLT-Ausgang auf der Eingangsseite auf Low zieht und den Isolatoreingang blockiert. Die Dämpfungslogik ist während der Sanftauslaufzeit aktiviert. Der FLT-Ausgang befindet sich in einem selbsthaltenden Zustand und kann erst über einen Low-aktiven Impuls am RST-Eingang zurückgesetzt werden, nachdem RDY High angenommen hat.

Bei Abschalten des IGBT während des normalen Betriebs mit bipolarer Ausgangsversorgung wird der Ausgang hart auf V_EE2 begrenzt. Bei einer unipolaren Ausgangsversorgung kann eine aktive Miller-Klemme verwendet werden, sodass der Miller-Strom über einen Strompfad mit niedriger Impedanz abgesenkt werden kann, was ein dynamisches Einschalten des IGBT bei hohen Spannungstransienten verhindert.

Die Bereitschaft des Gate-Treibers wird von zwei Schaltkreisen zur Unterspannungsabschaltung gesteuert, die die Versorgungen auf der Eingangs- bzw. Ausgangsseite überwachen. Bei unzureichender Versorgung einer Seite geht der RDY-Ausgang auf Low; anderenfalls ist der Ausgang High.

Der ISO5452 ist in einem 16-poligen SOIC-Gehäuse erhältlich. Die Komponente ist für einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 125 °C ausgelegt.