ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 전기차(EV) 파워트레인 설계를 지원하는 갈바닉 절연 자동차용 게이트 드라이버 STGAP4S를 출시했다.

STGAP4S는 SiC MOSFET 및 IGBT를 지원하며, 높은 전력 정격의 인버터를 유연하게 제어할 수 있도록 설계됐다.

STGAP4S는 ISO 26262 ASIL D(Automotive Safety Integrity Level D) 인증을 충족하는 안전 설계를 갖추고 있다.

특히 ADC(Analog-Digital Converter) 및 보호 기능이 내장된 플라이백 컨트롤러를 통합하여 다양한 안전 인증 드라이버를 개발할 수 있으며, 전기차 파워트레인의 확장성과 설계 유연성을 제공한다.

고전력 스테이지와 외부 MOSFET의 푸시풀 버퍼(Push-Pull Buffer)를 연결해 게이트 전류 용량을 확장할 수 있는 뛰어난 출력 회로를 지원하며, 최대 수십 암페어(A)의 게이트 구동 전류를 생성할 수 있다.

또한, 최대 1,200V의 동작 전압을 처리할 수 있어 고전력 인버터 설계에 최적화됐다.

STGAP4S는 첨단 진단 기능을 갖추고 있어 자동차용 애플리케이션에서 연결 무결성, 게이트 구동 전압 감지, 포화도 저하 감지 등을 수행한다.

또한 자가 점검 기능을 통해 내부 회로의 정상 동작 여부를 확인할 수 있으며, IC의 SPI 포트를 활용해 진단 상태 레지스터를 판독할 수 있다.

두 개의 진단 핀을 통해 결함 감지 신호를 하드웨어에서 확인할 수 있어 시스템 신뢰성을 높인다.

이 드라이버는 액티브 밀러 클램핑(Active Miller Clamping), 저전압 및 과전압 차단(UVLO/OVLO), 포화도 저하 감지, 과전류 보호, 과열 감지 등의 기능을 제공한다.

또한 SPI 프로그래밍을 통해 보호 임계값, 데드타임(Deadtime), 디글리치 필터링(Deglitch Filtering) 등의 다양한 파라미터를 구성할 수 있어 광범위한 설계 옵션을 지원한다.

STGAP4S는 완벽한 보호 기능을 갖춘 플라이백 컨트롤러를 통합하고 있어 선택적으로 활용할 수 있다.

특히 양극 및 음극의 게이트 구동 신호를 위한 고전압 섹션 공급을 생성하여 빠르고 효율적인 SiC MOSFET의 스위칭을 구현할 수 있다.

갈바닉 절연 장벽은 로우사이드 및 하이사이드 회로 간 6.44kV의 절연을 제공하여 높은 신뢰성을 보장한다.

ST는 STGAP4S 드라이버가 탑재된 EVALSTGAP4S 평가 보드를 공급하고 있으며, 하프 브리지 애플리케이션에서 해당 드라이버의 기능을 빠르게 평가할 수 있다.

또한, 여러 개의 평가 보드를 손쉽게 연결할 수 있어 삼상 인버터(Three-Phase Inverter) 등 복잡한 회로 평가도 가능하다.

STGAP4S는 현재 SO-36W 와이드 바디(Wide-Body) 듀얼 인라인 패키지(DIP: Dual-Inline Package)로 생산 중이며, 1,000개 구매 시 개당 $4.66에 제공된다.