Специфікаційна пропозиція мікросхема драйвера електронних компонентів IR2103STRPBF

Атрибути продукту

Документи та ЗМІ

Екологічні та експортні класифікації

Драйвери воріт

Драйвер затвора — це підсилювач потужності, який приймає вхідний сигнал низької потужності від мікросхеми контролера та створює вхідний сигнал сильного струму для затвора потужного транзистора, такого як IGBT або силовий MOSFET.Драйвери воріт можуть бути надані або на кристалі, або у вигляді дискретного модуля.По суті, драйвер затвора складається з перемикача рівня в поєднанні з підсилювачем.Інтегральна схема драйвера затвора служить інтерфейсом між керуючими сигналами (цифровими або аналоговими контролерами) і перемикачами живлення (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET і GaN HEMT).Інтегроване рішення шлюзового приводу зменшує складність конструкції, зменшує час розробки, специфікацію матеріалів (BOM) і простір на платі, одночасно підвищуючи надійність у порівнянні з рішеннями шлюзового приводу з дискретною реалізацією.

історія

У 1989 році компанія International Rectifier (IR) представила перший монолітний драйвер затвора HVIC. Технологія високовольтної інтегральної схеми (HVIC) використовує запатентовані та запатентовані монолітні структури, що об’єднують біполярні, CMOS та бічні DMOS пристрої з напругою пробою вище 700 В та 1400 В. V для робочої напруги зсуву 600 В і 1200 В.[2]

Використовуючи цю технологію HVIC зі змішаним сигналом, можна реалізувати як високовольтні схеми зсуву рівня, так і низьковольтні аналогові та цифрові схеми.З можливістю розмістити високовольтну схему (у «колодці», утвореній полікремнієвими кільцями), яка може «плавати» 600 В або 1200 В, на тому самому кремнії подалі від решти низьковольтної схеми, висока сторона Силові МОП-транзистори або IGBT існують у багатьох популярних автономних топологіях схем, таких як понижуючий, синхронний підсилювальний, напівмостовий, повний міст і трифазний.Драйвери затворів HVIC з плаваючими перемикачами добре підходять для топологій, що вимагають високої сторони, напівмостової та трифазної конфігурацій.[3]

призначення

На відміну відбіполярні транзисториМОП-транзистори не вимагають постійного споживання живлення, доки вони не вмикаються чи не вимикаються.Ізольований електрод затвора MOSFET утворює aконденсатор(затворний конденсатор), який потрібно заряджати або розряджати кожного разу, коли MOSFET вмикається або вимикається.Оскільки для ввімкнення транзистора потрібна певна напруга затвора, конденсатор затвора повинен бути заряджений принаймні до необхідної напруги затвора, щоб транзистор увімкнувся.Подібним чином, щоб вимкнути транзистор, цей заряд повинен бути розсіяний, тобто затворний конденсатор повинен бути розряджений.

Коли транзистор вмикається або вимикається, він не відразу переходить з непровідного стану в провідний;і може тимчасово підтримувати як високу напругу, так і проводити великий струм.Отже, коли струм затвора подається на транзистор, щоб викликати його перемикання, виділяється певна кількість тепла, якого в деяких випадках може бути достатньо для руйнування транзистора.Тому необхідно, щоб час перемикання був якомога коротшим, щоб мінімізувати йогокомутаційні втрати[de].Типовий час перемикання знаходиться в діапазоні мікросекунд.Час перемикання транзистора обернено пропорційний кількостіпоточнийвикористовується для зарядки воріт.Тому часто потрібні комутаційні струми в межах кількох сотеньміліампер, або навіть в діапазоніампер.Для типових напруг на затворі приблизно 10-15 В кількаватдля керування комутатором може знадобитися потужність.Коли великі струми перемикаються на високих частотах, наприклад, вПеретворювачі постійного струму в постійнийабо великийелектродвигуни, кілька транзисторів іноді встановлюють паралельно, щоб забезпечити достатньо високі комутаційні струми та комутаційну потужність.

Сигнал перемикання для транзистора зазвичай генерується логічною схемою або aмікроконтролер, який забезпечує вихідний сигнал, який зазвичай обмежений кількома міліамперами струму.Отже, транзистор, який безпосередньо керується таким сигналом, буде перемикатися дуже повільно з відповідною високою втратою потужності.Під час перемикання конденсатор затвора транзистора може споживати струм настільки швидко, що це спричиняє перевищення струму в логічній схемі або мікроконтролері, спричиняючи перегрів, який призводить до постійного пошкодження чи навіть повного руйнування мікросхеми.Щоб цього не сталося, між вихідним сигналом мікроконтролера та силовим транзистором встановлено драйвер затвора.

Зарядні насосичасто використовуються вH-Мостиу драйверах високої сторони для управління затвором n-каналу високої сторонисилові MOSFETіIGBT.Ці пристрої використовуються через їх хорошу продуктивність, але вимагають напруги затвора на кілька вольт вище шини живлення.Коли в центрі напівмоста падає низький рівень, конденсатор заряджається через діод, і цей заряд використовується для того, щоб пізніше керувати затвором FET затвора з високою стороною на кілька вольт вище напруги джерела або емітера, щоб увімкнути його.Ця стратегія добре працює за умови регулярного перемикання мосту та уникнення складності необхідності запуску окремого джерела живлення та дозволяє використовувати більш ефективні n-канальні пристрої для перемикань як високого, так і низького рівня.