原标题：Silabs Si828x系列具系统安全特性的4A IGBT驱动方案

　　Silabs公司的Si828x系列(Si8285和Si8286)是集成了系统安全性和反馈功能的隔离的大电流(4A)栅极驱动器,支持UL1577的高达5.0kVrms的耐压,主要用在IGBT/MOSFET栅极驱动,工业,HEV和可再生能源逆变器,AC,无刷和DC马达驱动与控制,白色家电中变速马达控制,以及隔离的开关电源和UPS电源.本文介绍了Si828x系列(Si8285和Si8286)主要特性,Si8285/6应用电路图,评估板Si8285/86-EVB主要特性,电路图和材料清单以及PCB设计图.

　　The Si828x (Si8285 and Si8286) are isolated, high current gate drivers with integrated system safety and feedback function. The devices are ideal for driving power MOSFETs and IGBTs used in a wide variety of inverter and motor control applications. The Si8285 and Si8286 isolated gate drivers utilize Silicon Labs’proprietary silicon isolation technology,supporting up to 5.0 kVrms withstand voltage per UL1577. This technology enableshigher-performance, reduced variation with temperature and age, tighter part-to-partmatching, and superior common-mode rejection compared to other isolated gate drivertechnologies.

　　The input to the device is a complementary digital input that can be utilized in several configurations. The input side of the isolation also has several control and feedback digital signals. The controller to the device receives information about the driver side powerstate (Si8285) and fault state of the device and recovers the device from fault through anactive-low reset pin.

　　On the output side, the Si8285 provides separate pull-up and pull-down pins for the gate.The Si8286 has a single pin for both functions. A dedicated DSAT pin detects the desaturationcondition and immediately shuts down the driver in a controlled manner.The Si8285 device also integrates a Miller clamp to facilitate a strong turn-off of the powerswitch.

　　Si828x系列应用:

　　• IGBT/ MOSFET gate drives

　　• Industrial, HEV, and renewable energy inverters

　　• AC, Brushless, and DC motor controls and drives

　　• Variable speed motor control in consumer white goods

　　• Isolated switch mode and UPS power supplies

　　Si828x系列主要特性:

　　• 4 A IGBT driver

　　• System Safety Features

　　• DESAT detection

　　• FAULT feedback

　　• Undervoltage Lock Out (UVLO)

　　• Soft shutdown on fault condition

　　• Silicon Labs’ high-performance isolationtechnology

　　• Industry leading noise immunity

　　• High speed, low latency and skew

　　• Best reliability available

　　• 30 V driver-side supply voltage

　　• Integrated Miller clamp (Si8285 only)

　　• Power ready pin (Si8285 only)

　　• Complementary driver control input

　　• Si8286 pin-out compatible with HCPL-316J

　　• Compact package: 16-pin wide-body SOIC

　　• Industrial temperature range: –40 to 125℃

　　Safety Regulatory Approvals (Pending)

　　• UL 1577 recognized

　　• Up to 5000 VRMS for 1 minute

　　• CSA component notice 5A approval

　　• IEC 60950-1 (reinforced insulation)

　　• VDE certification conformity

　　• VDE0884 Part 10 (reinforced insulation)

　　• CQC certification approval

　　• GB4943.1 (reinforced insulation)

　　评估板Si8285/86-EVB

　　The Si8285_86 evaluation board allows system designers to evaluate the features and specifications of the Si8285 and Si8286 isolated IGBT drivers. Sockets are provided to allow the user to mount an IGBT or representative capacitor directly to the board. Alternately, the board can be wired to an in situ switch through the output screw terminals. Power is applied through screw terminals on both sides, and signals can be applied or monitored through a standard header.

　　The board includes both the Si8285CD-IS and the Si8286CD-IS. These are both isolated IGBT drivers with different pin configurations. The Si8285 has additional features for monitoring and controlling the switch. The Si8286 is a pin configuration common to optocoupler based IGBT drivers. The board allows testing of these features to highlight the usefulness.

　　图5.评估板Si8285/86-EVB外形图

　　评估板Si8285/86-EVB主要特性:

　　• Discusses hardware overview and setup,including:

　　• Si8285/86 low voltage side connections.

　　• Si8285/86 isolated gate driveconnections.

　　• Offers alternative configurations.

　　• Demonstrates driver functionality.

　　• Shows Si8285/86-EVB schematics andsilkscreen/copper layout.

　　• Includes a bill of materials and orderingguide

　　评估板Si8285/86-EVB材料清单:

　　Silicon Labs推出ISOdriver产品系列的新成员Si828x隔离栅极驱动器系列产品，其设计旨在保护电源逆变器和电机驱动应用中敏感的绝缘栅双极晶体管(IGBT)。新型Si828x ISOdriver系列产品提供了工业级的隔离等级(5kVrms)和最佳的特性集成：包括可选的DC-DC转换器、业内最快的去饱和检测、良好的定时特性以及卓越的噪声和瞬变抑制能力。

　　Si828x系列产品为工业电机驱动、太阳能逆变器、高压电源转换器、不间断电源、以及供暖、通风和空气调节(HVAC)压缩机控制提供了理想的解决方案。其中的许多系统工作时间预期要超过25年，并且运行环境恶劣，而隔离器可能成为这些系统中首要的故障点和寿命限制器件。传统的基于光耦的隔离器受到工作温度范围、噪声干扰和产品寿命的极大限制，而Si828x隔离栅极驱动器采用基于Silicon Labs备受肯定的CMOS隔离技术，能够在整个工业温度范围内工作，支持长达100年的产品使用寿命，满足严格的UL、VDE、CQC和CSA标准。

　　Si828x系列产品在具有成本效益的单个器件中集成了可靠的隔离、先进的栅极驱动技术和快速过流监视能力，该设计旨在保护昂贵的IGBT开关。高功率逆变器和电源转换器系统通常使用IGBT作为开关器件，而过流状态能够破坏IGBT、损害系统关键功能、危及产品安全并降低可靠性。IGBT的有效开关特性需要使用像Si828x器件这样具有特别监视和控制特性的隔离栅极驱动器。

　　典型的Si828x特性是4安栅极驱动器和用于监视IGBT过流的去饱和检测。Si828x驱动器使得开关处于可控制的闭合状态，同时更新故障状态到控制器，保护IGBT和系统。它的其他集成特性还包括分离输出、米勒钳位(Miller clamp)防止寄生性栅极导通、驱动器电源状态并把故障反馈到控制器。

　　Si828x系列产品包括集成隔离型DC-DC转换器的驱动器版本。其能够帮助开发人员简化布局布线、减少片外器件数量和电路板面积、降低创建和管理多个电源域的复杂度。单一电源总线能够路由到整个系统，无需复杂的空间布线考量。局部化驱动器供电能够降低电感、最小化噪声和消除电压瞬变触发条件。

　　Silicon Labs电源产品副总裁Ross Sabolcik表示：“当今工业和绿色能源设计中的电源逆变器和转换器需要具有出众的定时特性、更低辐射和更高可靠性的顶尖隔离技术。Silicon Labs的新型Si828x ISOdriver系列产品能够帮助开发人员获得更高系统效率和噪声抑制能力、最小化设计复杂度、增强系统安全和产品使用寿命，为这些应用提供了终极的隔离栅极驱动器解决方案。”

　　Si828x ISOdriver系列产品特性

　　• 工业级隔离等级：高瞬变抑制能力、高可靠性、5kVrms

　　• 隔离型栅极驱动器市场中最齐全的特性集成度

　　• 可选的集成DC-DC转换器简化电路板布局布线和驱动器电源设计

　　• 业内最快的去饱和检测：可比竞争对手产品快达10倍

　　• 最快、最精确的定时特性，低传输延迟(小于55ns)：优于光耦解决方案达10倍，并且比竞争对手的CMOS解决方案好2倍

　　• 高压条件下保持长使用寿命(1000V条件下100年)

　　Silicon Labs公司提供了三种评估套件，帮助开发人员评估Si828x ISOdriver的性能和关键特性：

　　• Si8285_86-KIT展示了Si828x隔离驱动器的基本功能

　　• Si8281-KIT展示了带有DC-DC转换器的隔离驱动器

　　• Si8284-KIT展示了带有可使用更高电源电压的全功能DC-DC转换器的隔离驱动器

　　价格和供货

　　Si828x隔离栅极驱动器现已量产，可提供样片评估，支持多种紧凑的宽体SOIC封装。基本型驱动器产品在一万片采购量时单价为1.59美元起，集成DC-DC转换器的驱动器产品在一万片采购量时单价为2.87美元起。Si8285_86-KIT、Si8281-KIT和Si8284-KIT评估套件的零售价格均为19.00美元。

　　详情请见:

si8285-86-data-sheet.pdf

UG169-Si8285-86-EVB-Guide.pdf