隔離式閘極驅動器

適合多種應用領域的高度穩固、靈活及普遍相容的裝置

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使用我們彈性且普遍相容的隔離式閘極驅動器組建適合多種應用領域的更小且更穩健耐用的設計。從基本與功能隔離到強型化隔離，我們的隔離式閘極驅動器可讓您建立免於觸電的設計，同時為高電壓提供更多防護。

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功能型與基本隔離

提供高達 3 kVRMS 的單一電力隔離等級，並提供足夠的觸電防護。

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強化型隔離

啟用高達 5.7 kVRMS 的隔離作業協助提供觸電防護，並可提供更高的工作電壓，更寬廣爬電距離和間隙距離，以提高系統強固性。

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電源趨勢

適用於功率密度 & 隔離的隔離式閘極驅動器

隔離裝置允許在高電壓與低電壓單元間進行資料與電源傳輸的隔離裝置，同時防止來自電網的危險 DC 或未受控制瞬態電流流動。整合隔離器與高速閘極驅動器以實現隔離穩健性。閘極驅動器具備基本、功能與強化隔離功能，並可接受控制器 IC 的低功率輸入，為 MOSFET、IGBT、SiC 或 GaN 電源開關產生適當的高電流閘極驅動器。

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影片

保護電動車應用中的電源裝置

本簡報主要探討支援 ASIL 級應用的隔離式閘極驅動器功能，並保護電源裝置使其免受損壞。

White paper

高效整合式動力傳動解決方案： EV 普及的關鍵所在

本文件檢視採用寬能隙半導體開關與隔離式閘極驅動器的整合式動力傳動解決方案優點，以加快電動車的採用速度。

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Application note

HEV/EV Traction Inverter Design Guide Using Isolated IGBT and SiC Gate Drivers (Rev. B)

本應用報告說明如何利用我們隔離式閘極驅動器的診斷與保護功能來設計 HEV/EV 牽引變流器驅動系統。

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Featured products for 功率密度與隔離

UCC5881-Q1

現行

具有進階防護功能的車用、20A 即時可變 IGBT/SiC MOSFET 隔離式閘極驅動器

UCC21732-Q1

現行

適用於 IGBT/SiCFET 且具有 2 段式關閉功能的車用 5.7-kVrms ±10A 單通道隔離式閘極驅動器

UCC21750-Q1

現行

適用於 IGBT/SiC 且具有 DESAT 和內部鉗位的車用 5.7kVrms、±10A 單通道絕緣式閘極驅動器

技術資源

White paper

Impact of an isolated gate driver (Rev. A)

本白皮書說明隔離式閘極驅動器作為電源開關功能的優點及需求。

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證書

隔離式閘極驅動器認證

我們的裝置符合車用及工業設計的全球業界標準。多個獨立認證實驗室會測試並認證我們的隔離式裝置是否具有電氣絕緣強度。

影片

隔離式閘極驅動器 101

透過研究產品規格表絕緣表和隔離測試方法，以及利用我們最先進的隔離式閘極驅動器最佳化系統性能的最佳實務，以了解隔離技術。

探索精選應用

混合式、電動與動力傳動系統

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升混合動力電動車 (HEV)/EV 動力傳動系統可靠性

車身電子與照明

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升車身電子元件與照明系統可靠性

馬達驅動

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升馬達驅動系統可靠性

電力輸送

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升電力輸送系統可靠性

電網基礎設施

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升電網基礎設施系統可靠性

工廠自動化與控制

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升工廠自動化及控制系統可靠性

透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升混合動力電動車 (HEV)/EV 動力傳動系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動 HEV/EV 動力傳動系統中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

以高度功能整合降低系統成本
以高驅動強度和快速切換特性將損耗降到最低
即時以可變驅動強度提高效率
透過整合式保護提升電源開關可靠性，如快速過電流與去飽和防護、主動式短路防護及米勒箝位

特色資源

終端設備/子系統

參考設計

PMP23223 – 配備偏壓電源的智慧型隔離式閘極驅動器參考設計
TIDA-01604 – 適用於 HEV/EV 車載充電器的 98.6% 效率、6.6-kW 圖騰柱 PFC 參考設計

產品

UCC5880-Q1 – 具有進階防護功能的車用、20A 即時可變 IGBT/SiC MOSFET 隔離式閘極驅動器
UCC5350-Q1 – 車用、10A 單通道基本/加強型隔離式閘極驅動器，具米勒箝位或分離式輸出
UCC21551-Q1 – 車用、具啟用功能與可編程死區時間的 4A/6A 雙通道強化隔離式閘極驅動器

技術資源

HEV/EV Traction Inverter Design Guide Using Isolated IGBT and SiC Gate Drivers (Rev. B) – Application note
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透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升車身電子元件與照明系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動車身電子元件及照明系統中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

隔離可防止高電壓系統發生不必要的瞬變電流與 DC 電壓
與單通道選項相比，雙通道驅動器可縮減整體印刷電路板面積和物料清單
米勒箝位等整合式防護功能可防止系統因米勒電流造成誤導通

特色資源

終端設備/子系統

參考設計

TIDM-02012 – 採用 MathWorks® 的高電壓 HEV/EV HVAC eCompressor 馬達控制參考設計

產品

UCC21551-Q1 – 車用、具啟用功能與可編程死區時間的 4A/6A 雙通道強化隔離式閘極驅動器
UCC5350-Q1 – 車用、10A 單通道基本/加強型隔離式閘極驅動器，具米勒箝位或分離式輸出

硬件開發

UCC21530EVM-286 – UCC21530 隔離式雙通道驅動器評估模組

技術資源

How to design heating and cooling systems for HEV/EVs (Rev. A) – White paper
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Fundamentals of MOSFET and IGBT Gate Driver Circuits (Replaces SLUP169) (Rev. A) – More literature
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透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升馬達驅動系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動馬達驅動器中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

隔離可防止高電壓系統發生不必要的瞬變電流與 DC 電壓
具高共模瞬態抗擾度的驅動器可耐受更高的瞬態電壓，並可防止誤導通
透過整合式保護提升電源開關可靠性，如快速過電流與去飽和防護、軟關閉與米勒箝位

特色資源

終端設備/子系統

參考設計

TIDA-010025 – 配備光學模擬輸入閘極驅動器，且適用於 200-480 VAC 驅動器的三相逆變器參考設計
TIDA-01599 – TÜV SÜD 評估工業驅動器的安全扭矩關閉 (STO) 參考設計 (IEC 61800-5-2)
TIDA-01420 – 適用於工業驅動器的基本隔離式三相精巧型功率級參考設計

產品

UCC23513 – 增強型 4.5A/5.3A 單通道光學相容隔離式閘極驅動器
UCC21750 – 適用於 IGBT/SiCFET 且具 DESAT 和內部米勒鉗位的 5.7kVrms ± 10A、單通道絕緣式閘極驅動器
UCC5320 – 4A single-channel basic/reinforced isolated gate driver, split output or emitter-referenced UVLO

技術資源

Isolation in AC Motor Drives: Understanding the IEC 61800-5-1 Safety Standard (Rev. B) – White paper
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Silicon carbide gate drivers -- a disruptive technology in power electronics (Rev. A) – White paper
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透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升電力輸送系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動電力輸送中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

低傳播延遲可實現更高的脈衝寬度調變切換頻率
米勒箝位等整合式防護功能可防止系統因米勒電流造成誤導通
以高驅動強度和快速切換特性將損耗降到最低

特色資源

終端設備/子系統

參考設計

TIDA-010062 – 1-kW、80+ 鈦金，以及 GaN CCM 圖騰柱免橋接 PFC 和半橋接 LLC 搭配 LFU 參考設計
TIDA-00195 – 適用於 3 相逆變器系統的絕緣式 IGBT 閘極驅動器評估平台參考設計
PMP41006 – 由 C2000™ 和 GaN 實現且具 CCM 圖騰柱 PFC 和電流模式 LLC 的 1-kW 參考設計

產品

UCC21550 – 具停用、可編程失效時間的增強型、4A/6A 雙通道隔離式閘極驅動器
UCC5350 – 10A/10A 單通道基本/加強型隔離式閘極驅動器，具米勒箝位或分離式輸出
UCC21231 – 4A/6A dual-channel basic isolated gate driver with enable, programmable deadtime

技術資源

A comparative analysis of topologies for a bridgeless-boost PFC circuit – Analog Design Journal
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透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升電網基礎設施系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動電網基礎設施中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

隔離可防止高電壓系統發生不必要的瞬變電流與 DC 電壓
具高共模瞬態抗擾度的驅動器可耐受更高的瞬態電壓，並可防止誤導通
透過整合式保護提升電源開關可靠性，如快速過電流與去飽和防護、軟關閉與米勒箝位

特色資源

終端設備/子系統

參考設計

TIDA-01606 – 11-kW、雙向三相三級 (T 型) 逆變器和 PFC 參考設計
TIDA-010054 – 適合於 Level 3 電動車充電站的雙向有源電橋參考設計
TIDA-00638 – 具有主動米勒鉗位且適用於太陽能逆變器的隔離式閘極驅動器功率級參考設計

產品

UCC23513 – 增強型 4.5A/5.3A 單通道光學相容隔離式閘極驅動器
UCC21750 – 適用於 IGBT/SiCFET 且具 DESAT 和內部米勒鉗位的 5.7kVrms ± 10A、單通道絕緣式閘極驅動器
UCC5350 – 10A/10A 單通道基本/加強型隔離式閘極驅動器，具米勒箝位或分離式輸出

技術資源

Power Topologies in Electric Vehicle Charging Stations – Application note
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透過 TI 的隔離式閘極驅動器提升效率、降低成本，並提升工廠自動化及控制系統可靠性

我們的隔離式閘極驅動器產品組合提供一系列單通道與雙通道解決方案，用於驅動工廠自動化及控制系統中各種類型的場效應電晶體與絕緣閘雙極電晶體。

優點：

隔離可防止高電壓系統發生不必要的瞬變電流與 DC 電壓
以高驅動強度和快速切換特性將損耗降到最低
透過整合式保護提升電源開關可靠性，如快速過電流與去飽和防護、軟關閉與米勒箝位

特色資源

終端設備/子系統

機器人伺服驅動 – 3 相功率級

參考設計

TIDA-01540 – 使用具有內建失效時間插入功能的閘極驅動器的三相反相器參考設計
TIDA-00366 – 具有電流、電壓和溫度保護功能的強化型隔離式三相逆變器參考設計
TIDA-010025 – 配備光學模擬輸入閘極驅動器，且適用於 200-480 VAC 驅動器的三相逆變器參考設計

產品

UCC21732 – 適用於 IGBT/SiC FET 且具 2 段式關閉功能的 5.7kVrms、±10A 單通道絕緣式閘極驅動器
UCC5320 – 4A single-channel basic/reinforced isolated gate driver, split output or emitter-referenced UVLO
UCC21750 – 適用於 IGBT/SiCFET 且具 DESAT 和內部米勒鉗位的 5.7kVrms ± 10A、單通道絕緣式閘極驅動器

硬件開發

TIDA-010025 – 配備光學模擬輸入閘極驅動器，且適用於 200-480 VAC 驅動器的三相逆變器參考設計

技術資源

E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs – E-book
PDF
Addressing Factory Automation Challenges with Innovations in Power Design – White paper
PDF

與隔離式閘極驅動器相關的參考設計

使用我們的參考設計選擇工具，找出最適合您的應用和參數設計。

檢視參考設計

設計與開發資源

參考設計

配備光學模擬輸入閘極驅動器，且適用於 200-480 VAC 驅動器的三相逆變器參考設計

此參考設計採用隔離式 IGBT 閘極驅動器和隔離式電流/電壓感測器，實現強化隔離式三相逆變器子系統。所使用的 UCC23513 閘極驅動器採用 6 針腳寬體封裝和 LED 光學模擬輸入，可做為現有光學隔離式閘極驅動器的針腳對針腳替代品。此設計表明，可利用所有用於驅動光學隔離式閘極驅動器的現有配置來驅動 UCC23513 輸入級。使用 AMC1300B 隔離式放大器和 DC 鏈路電壓實現基於同相分流電阻器的馬達電流感測，使用 AMC1311 隔離式放大器實現 IGBT 模組溫度感測。此設計使用 C2000™ LaunchPad™ 進行逆變器控制。

參考設計

11-kW、雙向三相三級 (T 型) 逆變器和 PFC 參考設計

此參考設計概述了雙向三階、三相、SiC 式主動前端 (AFE) 逆變器和功率因數校正 (PFC) 階段的實作方式。此設計使用高達 90kHz 的切換頻率和 LCL 輸出濾波器來縮小磁性元件尺寸。達成了 98.6% 的峰值效率。此設計展示如何在 DQ 領域中實作完整的三相 AFE 控制。此雙向轉換器可實現 DC 快速充電及車輛至電網 (V2G) 應用。

參考設計

適用於 HEV/EV 車載充電器的 98.6% 效率、6.6-kW 圖騰柱 PFC 參考設計

此參考設計的運作基礎為碳化矽 (SiC) MOSFET，而這些 MOSFET 由 C2000 微控制器 (MCU) 透過 SiC 隔離式閘極驅動器進行驅動。此設計採用三相交錯技術，並以連續傳導模式 (CCM) 運作，可在 240-V 輸入電壓和 6.6-kW 全功率下實現 98.46% 的效率。C2000 控制器可實現切相及適應性失效時間控制，以改善輕負載下的功率因數。閘極驅動器電路板（請參閱 TIDA-01605）可提供 4-A 源極與 6-A 汲極峰值電流。閘極驅動器電路板採用強化型隔離，可承受超過 100-V/ns 的共模暫態抗擾度 (...)