概述
ADuM4138 是一款已針對絕緣柵極雙極晶體管 (IGBT) 驅動進行優化的單通道柵極驅動器。ADI 公司的 iCoupler^?^ 技術在輸入信號和輸出柵極驅動器之間實現隔離。
數據表：*附件：ADuM4138具有隔離式反激控制器的高電壓隔離式IGBT柵極驅動器技術手冊.pdf

ADI 公司的芯片級變壓器還可在芯片的高電壓域和低電壓域之間實現隔離式控制信息通信。可以從專門的輸出中回讀有關芯片狀態的信息。

ADuM4138 包含隔離式反激控制器，可實現簡單的二次電壓生成。

ADuM4138 中集成了過流檢測功能，可在發生去飽和事件和/或過流事件的情況下保護 IGBT。在發生故障的情況下，過流檢測可與高速兩級關閉功能相結合。

ADuM4138 為金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 提供一個米勒箝位控制信號，可在使用單軌電源的情況下在米勒箝位電壓閾值降至低于 GND2 以上 2 V 時實現 IGBT 關閉。可以在進行或不進行米勒箝位操作的情況下使用單極次級電源工作。

如果開啟后柵極電壓未在允許的時間內（通常為 12.8 μs）上升到內部閾值以上，低柵極電壓檢測電路可觸發故障。低電壓檢測電路可檢測導致柵極短路或弱驅動的 IGBT 器件故障。

通過兩個溫度傳感器引腳 TS1 和 TS2，可以在 IGBT 處對系統溫度進行隔離式監控。次級欠壓鎖定 (UVLO) 依照公共 IGBT 閾值水平設置為 11.2 V（典型值）。

器件初級側的串行外設接口 (SPI) 總線為 ADuM4138 提供溫度感應二極管增益和偏移的場內編程功能。值存儲在器件次級端的電子可擦可編程只讀存儲器 (EEPROM) 中。此外，可以對特定的 VDD2 電壓、溫度感應報告頻率和過流消隱時間進行編程。

ADuM4138 可為過流事件、遠程溫度過熱事件、UVLO、熱關斷 (TSD) 和去飽和檢測提供隔離式故障報告。

應用

• MOSFET 和 IGBT 柵極驅動器
• 光伏 (PV) 逆變器
• 電機驅動器
• 電源

特性

• 6 A 峰值驅動輸出能力（典型值）
• 內部關閉 NFET，導通電阻：<1 Ω
• 內部打開 PFET，導通電阻：<1.2 Ω
• 2 種過流保護方法
  • 去飽和檢測
  • 分裂式發射器過流保護
• 具有柵極感應輸入的米勒箝位輸出
• 隔離式故障輸出
• 隔離式溫度傳感器回讀
• 傳播延遲
  • 上升：95 ns（典型值）
  • 下降：100 ns（典型值）
• 最小脈沖寬度：74 ns
• 工作結溫范圍：?40°C 至 +150°C
• VDD1 和 VDD2 UVLO
• 最小外部跟蹤（爬電距離）：8.3 mm（待定）
• 安全和監管審批
  • 5000 V rms 持續 1 分鐘，符合 UL 1577 標準
  • CSA 元件驗收通知 5A
  • DIN V VDE V 0884-10 (VDE V 0884-10):2006-12
    • VIORM = 849 V PEAK （增強/基本）
• 符合汽車應用要求

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

在需要開關器件柵極快速上升沿的情況下，就需要用到柵極驅動器。增強型功率器件的柵極信號要以源極或發射極節點為參考。柵極驅動器必須能夠跟隨這個源極或發射極節點。因此，在諸如半橋等拓撲結構中，當源極或發射極節點發生擺動時，柵極驅動器的控制信號和輸出之間存在關聯。柵極驅動器的開關次數是器件開關次數的兩倍。在互補金屬氧化物半導體（CMOS）輸出之前的緩沖級可減少總延遲，并增加驅動器的最終驅動強度。

ADuM4138通過使用高頻載波信號跨越iCoupler芯片級變壓器線圈，實現控制側與柵極驅動器輸出側之間的隔離，這些變壓器線圈由聚酰亞胺隔離層分隔開。ADuM4138采用正邏輯開/關鍵控（OOK）編碼，即通過iCoupler芯片級變壓器線圈存在載波頻率來傳輸高電平信號。正邏輯編碼確保當輸入側未通電時，輸出側為低電平，低電平是增強型功率器件中最常見的安全狀態，并且在出現短路情況時能夠驅動。ADuM4138的架構設計用于實現高共模瞬態抗擾度，以及高度的電氣隔離和磁隔離。通過擴頻OOK載波和差分線圈布局，可將輻射發射降至最低。圖11展示了ADuM4138使用的OOK編碼方式。