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갈바닉 절연 게이트 드라이버로 SiC 또는 실리콘 전력 트랜지스터의 제어 및 보호

기사승인 2018.08.10  12:23:00

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- 액티브 밀러 클램프(Miller Clamp) 옵션으로 고속에서도 내성 향상

STGAP2S 이미지(사진:ST)

다양한 전자 애플리케이션에 걸쳐 고객들에게 기여하는 세계적인 반도체 회사인 ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 풍부한 기능을 갖춘 단일 채널 갈바닉(Galvanic) 절연 게이트 드라이버인 STGAP2S를 출시했다. 

이 디바이스는 26V의 최대 게이트-드라이브 출력 전압과 옵션으로 제공되는 개별 턴온/턴오프 출력 또는 통합 액티브 밀러 클램프(Miller Clamp)를 통해 다양한 스위칭 토폴로지에서 SiC(Silicon-Carbide)나 실리콘 MOSFET 및 IGBT를 제어할 수 있다.

STGAP2SCM은 전용 액티브 밀러 클램프 핀을 갖추고 있으며, 이는 하프 브리지 구성에서 원치 않는 트랜지스터 턴온을 방지하는 편리한 솔루션을 제공한다. 이 핀에 MOSFET 게이트를 연결하면, 다음 순서로 올바른 턴온 신호가 발생할 때까지 전압을 클램핑하여 턴오프로 접지 절연을 실행한다.

개별 턴온 및 턴오프 출력을 갖춘 STGAP2SM은 두 개의 외부 게이트 저항을 사용하여 스위칭 전이를 최적화하게 해준다.

모든 STGAP2S 게이트 드라이버는 4A 레일-투-레일(Rail-to-Rail) 출력을 제공하므로, 고전력 인버터의 경우에도 명확하고 효율적인 스위칭이 가능하다. 또한, SiC 디바이스에 적합한 높은 스위칭 주파수에서 정밀 PWM 제어를 위한 입력 대 출력 전파 지연은 80ns이내에 불과하다. 높은 dV/dt 공통모드 과도 내성은 에너지 소모를 유발하는 스퓨리어스(Spurious) 스위칭을 방지한다.

이 디바이스는 1700V 갈바닉 절연도 내장하고 있어 컨슈머나 산업용 모터 드라이브, 600V 또는 1200V 인버터, DC/DC 컨버터, 배터리 충전기, 용접기, 인덕션 히터, UPS(Uninterruptible Power Supply), PFC(Power-Factor Correction) 컨트롤러에서 재료비를 절감할 수 있다.

이외에도 광범위한 통합 보호 기능을 갖추고 있다. 공급전압이 너무 낮아지면 전원 스위치를 보호하는 UVLO(Under-Voltage Lockout)를 비롯해, 과열 보호기능과 하프-브리지 회로에서 하이-사이드/로우-사이드 교차 전도를 방지하는 하드웨어 인터로킹(Interlocking)이 제공된다. 전원을 절감하면서도 출력을 안전 상태로 유지하는 대기모드도 지원된다.

또한, 설계 시 EVALSTGAP2SCM 평가보드를 활용하여 빠르고 간단하게 설계를 시작할 수 있다.

한편 STGAP2SCM은 현재 구매 가능하며, STGAP2SM은 2018년 4분기에 출시될 예정이다. 두 제품 모두 업계 표준인 초소형 SO-8 전력 패키지로 제공되며, 가격은 1,000개 구매 시 1.49달러에서 시작한다.

 

최광민 기자 ckm0081@naver.com

<저작권자 © 세미나투데이 무단전재 및 재배포금지>
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