Microchip XIFM柵極驅(qū)動(dòng)器是一款智能、隔離式即插即用mSiC? 柵極驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)3.3kV SiC模塊，采用高壓 (HV) 封裝，如HV LinPak/HV100。Microchip XIFM柵極驅(qū)動(dòng)器包括柵極驅(qū)動(dòng)控制、電源、光纖接口和高壓隔離 (10.2kV)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Microchip Technology XIFM柵極驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 支持3.3kV HV100/LinPak SiC模塊
• 10.2kV一次側(cè)到二次側(cè)隔離
• 增強(qiáng)開(kāi)關(guān)（可配置的導(dǎo)通和關(guān)斷）
• 監(jiān)控功能（隔離溫度、直流鏈路監(jiān)控）
• 高級(jí)保護(hù)特性（UVLO、OVLO、Desat、負(fù)溫度系數(shù) (NTC)）
• 2 X 10 W輸出功率
• 峰值拉/灌電流：15A
• 可配置柵極輸出電壓
• 軟關(guān)閉 (SSD) 時(shí)間和電壓電平
• 符合以下標(biāo)準(zhǔn)
  • 鐵路標(biāo)準(zhǔn)EN50155
  • EMC符合EN 50121-3-2、EN 61000-6-4標(biāo)準(zhǔn)
  • 沖擊和振動(dòng)符合EN 61373標(biāo)準(zhǔn)
  • 火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)HL2

基本原理圖

Microchip XIFx-Intelligent HV100柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析?

?一、核心架構(gòu)與創(chuàng)新特性?

1. ?Augmented Switching?技術(shù)?
   該驅(qū)動(dòng)器采用專利的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，可實(shí)時(shí)檢測(cè)SiC MOSFET的故障信號(hào)（如去飽和、過(guò)溫），并通過(guò)光纖接口實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)響應(yīng)（典型值TBD ns），顯著提升3.3kV高壓系統(tǒng)中的可靠性。其軟件可編程特性支持用戶自定義保護(hù)閾值，包括：
   • 去飽和檢測(cè)電壓（0-2500V可調(diào)）
   • 故障鎖定時(shí)間（TBD μs）
   • 自動(dòng)復(fù)位觸發(fā)條件
2. ?三重隔離設(shè)計(jì)?
   • ?電氣隔離?：10.2kV初級(jí)-次級(jí)隔離電壓，滿足EN 50155鐵路標(biāo)準(zhǔn)
   • ?信號(hào)隔離?：全光纖通信接口（HFBR-2531ETZ接收器/HFBR-1531ETZ發(fā)射器）
   • ?電源隔離?：獨(dú)立DC/DC轉(zhuǎn)換器（HI/LO側(cè)各10W輸出）

?二、關(guān)鍵性能參數(shù)?

1. ?電氣規(guī)格?

   參數(shù)	最小值	典型值	最大值	單位
   供電電壓	22	24	27	V
   峰值柵極電流	-15	—	15	A
   正偏置VGS電壓	15	—	21	V
   CMTI抗擾度	100	—	—	kV/μs

2. ?機(jī)械結(jié)構(gòu)?

   • ?三板堆疊架構(gòu)?：控制板（XIFM-CS）、緩沖板（XIFM-B）、電源板（XIFM-PS）
   • ?安裝規(guī)范?：
     • 板間距4.5mm（±0.13mm公差）
     • IGBT安裝孔?3.81mm（±0.127mm）

?三、典型應(yīng)用場(chǎng)景?

1. ?軌道交通?：符合EN 61373振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，支持-40℃~85℃寬溫運(yùn)行
2. ?智能電網(wǎng)?：2500V DC總線監(jiān)測(cè)能力，適配XHP?封裝功率模塊
3. ?注意事項(xiàng)?：
   • 必須配合SiC模塊使用（如5SFG 0500Z330100）
   • 上電前需驗(yàn)證柵極電阻配置（Rg軟件可調(diào)）

?四、設(shè)計(jì)建議?

1. ?PCB布局要點(diǎn)?
   • 初級(jí)/次級(jí)側(cè)爬電距離≥12.5mm（EN 50121-3-2標(biāo)準(zhǔn)）
   • 光學(xué)接口J1-J5需避免與高壓走線平行
2. ?調(diào)試流程?
   1. 通過(guò)FOL接口注入24V測(cè)試信號(hào)
   2. 用示波器驗(yàn)證HI/LO觸發(fā)時(shí)序（空白期TBD μs）
   3. 逐步加載至15A峰值電流測(cè)試動(dòng)態(tài)響應(yīng)

該方案特別適合需要高可靠性隔離的兆瓦級(jí)功率系統(tǒng)，其模塊化設(shè)計(jì)可快速適配LinPak/XHP?等多種封裝。開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)參照手冊(cè)第4章機(jī)械尺寸圖和第1.2節(jié)電氣特性表進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)。