AN3338 datasheet(5/72 Pages) STMICROELECTRONICS

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Doc ID 18441 Rev 4

5/72

AN3338

List of figures

Figure 1.

Inverter motor drive block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Figure 2.

Discrete-based inverter vs. SLLIMM solution comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Figure 3.

SLLIMM block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Figure 4.

SLLIMM nomenclature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Figure 5.

Internal circuit of STGIPS10K60A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Figure 6.

Internal circuit of STGIPS14K60 and STGIPS20K60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 7.

Internal circuit of STGIPL14K60 and STGIPL20K60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 8.

Stray inductance components of output stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Figure 9.

High voltage gate drive die image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 10.

High voltage gate driver block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Figure 11.

Logic input configuration for STGIPS10K60A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Figure 12.

Logic input configuration for STGIPS14K60, STGIPL14K60, STGIPS20K60, and ST-

GIPL20K60 20

Figure 13.

Timing chart of undervoltage lockout function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 14.

Timing chart of dead time function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Figure 15.

Smart shutdown equivalent circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Figure 16.

Timing chart of smart shutdown function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Figure 17.

Examples of SC protection circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 18.

Example of SC event . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 19.

NTC resistance vs. temperature curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 20.

Example of overtemperature protection circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 21.

3-phase system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figure 22.

General advanced current sense scheme and waveforms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Figure 23.

Bootstrap circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Figure 24.

Bootstrap capacitor vs. switching frequency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Figure 25.

Initial bootstrap charging time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Figure 26.

DCB structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Figure 27.

PCB structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Figure 28.

Images and internal view of SDIP-25L package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Figure 29.

Images and internal view of SDIP-38L package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Figure 30.

Outline drawing of SDIP-25L package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Figure 31.

Outline drawing of SDIP-38L package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Figure 32.

Pinout of SDIP-25L package (bottom view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Figure 33.

Pinout of SDIP-38L package (bottom view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Figure 34.

Typical IGBT power losses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Figure 35.

IGBT and diode approximation of the output characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Figure 36.

Typical switching waveforms of STGIPL14K60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Figure 37.

Equivalent thermal circuit with heatsink single IGBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Figure 38.

Thermal impedance curves (STGIPS14K60 and STGIPL14K60) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Figure 39.

Thermal impedance RC Cauer thermal network. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Figure 40.

Maximum IC(RMS) current vs. fsw simulated curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Figure 41.

General suggestions 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

Figure 42.

General suggestions 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Figure 43.

Example 1 of a possible wrong layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Figure 44.

Example 2 of a possible wrong layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Figure 45.

Recommended silicon grease thickness and positioning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Figure 46.

Measurement point of Cu heatsink flatness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Figure 47.

Recommended fastening order of mounting screws . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

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