STMicroelectronics EVALSTGAP1BS演示板是基于STGAP1B1S電流隔離單柵極驅(qū)動器，用于N溝道MOSFET和IGBT，具有先進的保護、配置和診斷功能。通過真電流隔離，STGAP1B1S結(jié)構(gòu)將通道與控制和低壓接口電路分開。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics EVALSTGAP1BS演示板數(shù)據(jù)手冊.pdf

STMicro EVALSTGAP1BS演示板可評估STGAP1B1S的所有特性，是可驅(qū)動額定電壓高達1500V的電源開關。該電路板能夠評估采用TO-220或TO-247封裝的電源開關，并且可連接散熱器來利用STGAP1B1S的功能，從而處理極大功率的應用。

特性

• 設備
  • 5A灌電流/拉電流（+25°C的驅(qū)動器電流能力時）
  • 5A有源米勒鉗位
  • 柵極驅(qū)動電壓：高達36V
  • 負柵極驅(qū)動能力
  • 去飽和檢測
  • 過流保護
  • 輸出2級關斷（2LTO）
  • 每個電源電壓均具有UVLO
  • 過熱警告和關機保護
  • 3.3/5V邏輯輸入接口
  • SPI具有菊花鏈功能，用于參數(shù)編程和診斷
• 電路板
  • 高壓軌最高達960V
  • STGW30NC120HD，具有1200V/30A PowerMESH? IGBT
  • 負柵極驅(qū)動
  • 適合共同搭配STEVAL-PCC009V2和配置GUI使用
  • 故障led指示燈
  • 符合RoHS標準

電路原理圖

?基于STMicroelectronics EVALSTGAP1BS演示板的技術解析與應用實踐?

STMicroelectronics推出的EVALSTGAP1BS演示板是一款專為評估高性能隔離柵極驅(qū)動器STGAP1BS而設計的硬件平臺。該平臺通過集成先進的保護功能與靈活的配置選項，為功率半導體器件的驅(qū)動方案提供了完整的驗證環(huán)境。本文將圍繞其核心特性、硬件設計及系統(tǒng)級應用展開分析。

?一、核心特性與功能架構(gòu)?

?1. 驅(qū)動性能優(yōu)勢?

• ?高電流驅(qū)動能力?：支持5A源電流/吸電流（25°C），可直接驅(qū)動大功率IGBT和MOSFET。
• ?主動米勒鉗位?：集成5A米勒鉗位功能，有效防止功率管因米勒效應誤觸發(fā)。
• ?負壓關斷機制?：支持負柵極電壓驅(qū)動，增強功率器件在高壓環(huán)境下的抗干擾能力。

?2. 多層保護機制?

• ?退飽和檢測?：實時監(jiān)控功率管壓降，觸發(fā)過流保護。
• ? 兩級關斷（2LTO） ?：通過軟關斷降低電壓尖峰，減少電磁干擾。
• ?電源監(jiān)測?：雙路欠壓鎖定（UVLO）分別監(jiān)測邏輯側(cè)與功率側(cè)供電。
• ?溫度管理?：過溫預警及強制關斷保護，確保系統(tǒng)在-40°C至125°C范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。

?3. 智能化接口?

• ?SPI可配置架構(gòu)?：支持參數(shù)編程（如保護閾值、開關速度）及實時診斷數(shù)據(jù)讀取。
• ?菊花鏈拓撲?：多設備級聯(lián)時可共享同一SPI總線，簡化多通道系統(tǒng)設計。

?二、硬件設計解析?

?1. 功率級設計?

• ?高壓支持?：直流母線電壓最高達960V，兼容1200V/30A的STGW30NC120HD IGBT。
• ?封裝適配?：支持TO-220與TO-247封裝的功率器件，并預留散熱器接口。

?2. 關鍵外圍電路?

• ?電容網(wǎng)絡?：采用多層陶瓷電容（如C1/C2：2.2μF，C3/C16：100nF）實現(xiàn)高頻去耦與穩(wěn)壓。
• ?采樣電阻?：R17-R21使用0.2Ω/2W精密電阻，用于高精度電流檢測。

?3. 診斷與指示?

• ?故障LED?（DL1/DL2）：直觀顯示過流、過熱等異常狀態(tài)。
• ?配置跳線?（JP1-JP7）：靈活切換工作模式（如使能/禁用保護功能）。

?三、系統(tǒng)級應用方案?

?1. 聯(lián)合評估平臺?
結(jié)合STEVAL-PCC009V2通信板與圖形化配置軟件，可通過SPI實現(xiàn)以下操作：

• 動態(tài)調(diào)整死區(qū)時間、開關頻率；
• 讀取實時狀態(tài)寄存器（如故障標志位、溫度數(shù)據(jù)）。

?2. 多拓撲擴展?

• ?半橋/全橋電路?：多個EVALSTGAP1BS板可同步控制，適用于電機驅(qū)動、光伏逆變器等場景。
• ?并聯(lián)運行?：通過菊花鏈連接多個驅(qū)動器，統(tǒng)一管理復雜功率架構(gòu)。

?四、設計實踐建議?

• ?布局優(yōu)化?：參考手冊中分層PCB設計（圖3-5），將功率走線與信號線隔離，減少串擾。
• ?散熱設計?：為TO-247封裝的IGBT安裝定制散熱器，確保長期滿載運行。
• ?保護參數(shù)校準?：利用SPI配置退飽和檢測延時（如100-500ns），平衡響應速度與抗噪能力。