ST, 액티브 밀러 클램프 내장 ‘STGAP3S’ 3A 게이트 드라이버 출시

- SiC 모스펫·IGBT 구동 제품군 확대…PCB 면적과 부품원가 줄여 전력 설계 간소화

 

ST마이크로일렉트로닉스가 강화 갈바닉 절연을 적용한 STGAP3S 게이트 드라이버 제품군에 3A 시리즈를 추가했다. STGAP3S3S는 실리콘카바이드(SiC) 모스펫 구동에 맞췄으며, STGAP3S3IF는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)에 적용한다. 신제품은 액티브 밀러 클램프용 모스펫을 내부에 통합해 전력 스위치의 의도치 않은 턴온과 슛스루 전류를 억제하고, 외부 클램핑 모스펫이 필요하지 않아 PCB 면적과 부품원가(BOM)를 줄인다.

 

최대 1200V 전력 변환 회로 지원

STGAP3S 제품군은 역률 보정(PFC) 회로와 전원공급장치, DC/DC 컨버터, 인버터에서 최대 1200V 고전압 레일을 지원한다. UL 1577과 IEC 60747-17을 포함한 국제 안전·절연 인증을 충족하며, 최대 9.6kV의 과도 전압으로부터 전력단 회로를 보호한다. 공통 모드 과도 내성(CMTI)은 최대 200V/ns로, 빠른 전압 변화가 발생하는 환경에서도 절연 성능을 유지한다. 제품군은 3A·6A·10A의 소스·싱크 전류를 제공하며, 각 시리즈에는 IGBT와 SiC MOSFET의 구동 특성에 맞춘 모델이 포함된다. 충전소, 에너지 저장 시스템(ESS), 태양광 인버터, 지게차를 비롯한 산업용 전기차, 인덕션 가열 장비, 범용 드라이브, 펌프와 팬 등에 적용한다.

 

내장 모스펫으로 밀러 턴온 억제

STGAP3S3 시리즈는 클램핑 MOSFET을 포함한 액티브 밀러 클램프를 통합했다. 전력 스위치가 꺼진 상태에서 밀러 전류로 게이트 전압이 상승하는 현상을 억제해 의도치 않은 턴온과 슛스루 전류를 막는다. MOSFET 통합으로 PCB 공간과 부품원가를 줄이면서 최대 3A의 게이트 구동 전류에 맞는 클램핑 성능을 제공한다. 6A STGAP3S6와 10A STGAP3SX 시리즈는 외부 MOSFET용 프리드라이버를 내장했다. 높은 게이트 구동 전류를 사용하는 시스템에서는 외부 MOSFET을 통해 클램핑 성능을 조절한다.

 

불포화 검출과 소프트 턴오프로 전력 스위치 보호

모든 STGAP3S 게이트 드라이버는 소프트 턴오프를 지원하는 불포화 검출 기능을 제공한다. 과부하나 단락이 발생하면 불포화 상태를 감지하고 전압과 전류의 급격한 변화를 억제해 전력 스위치를 보호한다. 6A와 10A 드라이버, SiC MOSFET용 3A 드라이버는 외부 저항을 연결해 시스템 조건에 맞게 소프트 턴오프 속도를 조정한다. 불포화 보호와 저전압 차단(UVLO), 과열 차단 기능의 작동 여부는 진단 핀을 통해 확인한다. 음의 게이트 전압도 지원해 전력 스위치의 의도치 않은 턴온을 줄이고, 결함이 발생했을 때 전력 스위치를 안전하게 끈다. 정상적인 턴오프 전환에서는 링잉을 억제해 안정적인 스위칭을 유지한다.

 

평가 보드로 보호 기능과 구동 성능 검증

ST는 STGAP3S3S와 STGAP3S3IF용 평가 보드인 EVLSTGAP3S3S와 EVLSTGAP3S3IF를 제공한다. 두 제품은 보호 기능을 사전 구성한 하프 브리지 보드로, 개발 과정에서 사용할 수 있는 테스트 포인트와 진단 LED를 갖췄다. STGAP3S3와 STGAP3S6, STGAP3SX를 포함한 IGBT·SiC MOSFET용 STGAP3S 제품군은 현재 양산 중이다. 제품은 SO16W 와이드 바디 패키지로 공급하며, 1000개 구매 기준 가격은 개당 1.93달러부터다.

 

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