TI, IGBT 및 SiC MOSFET 센싱 통합한 절연 게이트 드라이버 출시

  • 2019-07-18
  • 박종배 기자, jbpark@elec4.co.kr

첨단 모니터링 및 보호 기능으로 전체 시스템 효율 향상
모터 드라이브에서 더 작고 효율적이며 뛰어난 성능의 디자인 구현

TI는 고전압 시스템용으로 우수한 첨단 모니터링 기능과 보호 기능을 제공하는 새로운 절연 게이트 드라이버를 발표했다.

엔지니어들은 새롭게 공개된UCC21710-Q1, UCC21732-Q1, UCC21750을 사용함으로써 트랙션 인버터, 온보드 충전기, 솔라 인버터, 그리고 모터 드라이브에서 더 작고 효율적이며 뛰어난 성능의 디자인을 구현할 수 있다. 
 

이번에 공개된 디바이스들은 업계 최초로 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)와 실리콘 카바이드(SiC) 금속산화물 반도체전계 트랜지스터(MOSFET)를 위한 집적 통합 센싱 기능을 제공한다.

이를 통해 디자인은 간소화하고, 최대 1.5 KVRMS 로 동작하는 애플리케이션에서 시스템 신뢰성은 더욱 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 통합된 컴포넌트들을 통해 과전류 상태를 신속하게 탐지하고 안전하게 시스템을 정지한다.
 
또한, 새롭게 출시된 TI의 UCC21710-Q1, UCC21732-Q1, UCC21750은 전기 용량성 절연 기술을 사용해서 절연 장벽의 수명을 확장하는 것은 물론, 더욱 강화된 절연 등급과 빠른 데이터 속도를 구현함은 물론 고밀도 패키징을 가능하게 한다.
 
TI의 스티브 램버시스(Steve Lambouses) 고전압 전력 제품 담당 부사장은 “고전압 모터 드라이브와 전원 공급 애플리케이션에서 시스템 견고성에 대한 요구조건이 점점 까다로워지고 있다.”며, “절연 기술을 사용하는 TI의 새로운 게이트 드라이버는 다른 통합 기능과 결합해서 엔지니어가 공간과 비용을 최소화하고, 보다 신속하게 신뢰할 수 있는 시스템 생산 단계로 진입할 수 있도록 지원한다”고 설명했다.
 
새로운 절연 게이트 드라이버는 ±10 A의 높은 피크 드라이브 전류 세기로 스위칭 동작을 극대화하고 손실은 최소화하며, 200ns의 과전류 감지로 신속하게 시스템을 보호할 수 있다.

UCC217xx 제품군은 전기 용량성 절연 기술과 업계를 선도하는 최대 12.8kV의 강화 절연형 서지 면역 기능으로 절연 장벽의 수명을 연장한다. 또한 이 디바이스들은 150 V/ns이상의 CMTI(Common-Mode Transient Immunity)로 정밀한 데이터 통신을 제공한다.

TI의 새로운 게이트 드라이버는 버퍼와 센서를 통합하고 있어, 별도의 외부 컴포넌트가 필요 없다. 또한, 절연된 아날로그-투-펄스-폭 변조 센서를 이용한 정밀한 온도, 전류, 전압 센싱으로 시스템 레벨의 진단을 간소화하고 스위치 오류를 방지한다.
 
어떠한 파워 레벨도 충족하는 향상된 시스템 성능과 신뢰도

TI는 위의 3제품과 함께, 강화된 노이즈 내성 기능과 더 넓은 작동 온도 범위를 요구하는 산업용 애플리케이션 개발자들을 위한 광학 겸용 게이트 드라이버, UCC23513 도 발표했다. UCC2513은 3A의 드라이브 전류 세기와 5KVRMS의 강화된 안전 절연 기능을 제공한다.

이 새로운 게이트 드라이버는 -40ºC ~ +150ºC의 넓은 접합 온도와 100 V/ns 이상의 높은 CMTI를 제공함으로써, 개발자들이 모터 드라이브와 솔라 인버터, 파워 서플라이에서의 시스템 성능과 신뢰도를 극대화함은 물론, 기존 옵토커플러 설계에서 구현이 어려웠던 한계를 극복할 수 있게 했다.
 
뿐만 아니라, 개발자들은 옵토 절연 게이트 드라이버와 핀-투-핀 호환이 가능한 UCC23513과 기존 디자인 리소스를 이용해서 출시 속도를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 디자인 리소스에는 200-480 VAC 드라이브를 위한 3상 인버터 레퍼런스 디자인 및 광학 모방 입력 게이트 드라이버도 포함되어 있다.

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