AN4043 datasheet(2/60 Pages) STMICROELECTRONICS

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AN4043

2/60

Doc ID 022726 Rev 2

Contents

Inverter design concept and SLLIMM-nano solution . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.1

Product synopsis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2

Product line-up and nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.3

Internal circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.4

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Electrical characteristics and functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1

IGBTs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2

Freewheeling diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3

High voltage gate drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3.1

Logic inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.3.2

High voltage level shift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.3

Undervoltage lockout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.3.4

Dead time and interlocking function management . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.3.5

Comparators for fault sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3.6

Short-circuit protection and smart shutdown function . . . . . . . . . . . . . . 22

2.3.7

Timing chart of short-circuit protection and smart shutdown function . . 23

2.3.8

Current sensing shunt resistor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.3.9

RC filter network selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.3.10

Op amps for advanced current sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.3.11

Bootstrap circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.3.12

Bootstrap capacitor selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.3.13

Initial bootstrap capacitor charging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.1

Package structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.2

Package outline and dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.3

Input and output pins description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Power losses and dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.1

Conduction power losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.2

Switching power losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.3

Thermal impedance overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

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