Предложение по спецификации Электронные компоненты Драйвер IC Chip IR2103STRPBF

Атрибуты продукта

Документы и СМИ

Экологические и экспортные классификации

Драйверы для ворот

Драйвер затвора — это усилитель мощности, который принимает маломощный входной сигнал от микросхемы контроллера и создает сильноточный входной сигнал для управления затвором мощного транзистора, такого как IGBT или силовой MOSFET.Драйверы затворов могут быть встроены в кристалл или в виде дискретного модуля.По сути, драйвер затвора состоит из преобразователя уровня в сочетании с усилителем.Микросхема драйвера затвора служит интерфейсом между сигналами управления (цифровыми или аналоговыми контроллерами) и силовыми ключами (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET и GaN HEMT).Интегрированное решение с драйвером затвора снижает сложность конструкции, время разработки, спецификацию материалов (BOM) и пространство на плате, одновременно повышая надежность по сравнению с дискретно реализованными решениями с приводом затвора.

История

В 1989 году компания International Rectifier (IR) представила первый монолитный драйвер затвора HVIC. В технологии высоковольтных интегральных схем (HVIC) используются запатентованные и запатентованные монолитные структуры, объединяющие биполярные, CMOS и латеральные DMOS устройства с напряжением пробоя выше 700 В и 1400 В. V для рабочих напряжений смещения 600 В и 1200 В.[2]

Используя эту технологию HVIC со смешанными сигналами, можно реализовать как высоковольтные схемы сдвига уровня, так и низковольтные аналоговые и цифровые схемы.Благодаря возможности размещать высоковольтные схемы (в «колодце», образованном поликремниевыми кольцами), которые могут «плавать» с напряжением 600 В или 1200 В, на том же кремнии вдали от остальной низковольтной схемы, верхняя сторона Силовые МОП-транзисторы или IGBT существуют во многих популярных топологиях автономных схем, таких как понижающая, синхронно повышающая, полумостовая, полномостовая и трехфазная.Драйверы затвора HVIC с плавающими переключателями хорошо подходят для топологий, требующих высоковольтных, полумостовых и трехфазных конфигураций.[3]

Цель

В отличие отбиполярные транзисторыМОП-транзисторы не требуют постоянной входной мощности, пока они не включаются и не выключаются.Изолированный затвор-электрод МОП-транзистора образуетконденсатор(конденсатор затвора), который необходимо заряжать или разряжать каждый раз при включении или выключении МОП-транзистора.Поскольку для включения транзистора требуется определенное напряжение на затворе, конденсатор затвора должен быть заряжен как минимум до напряжения затвора, необходимого для включения транзистора.Аналогично, чтобы выключить транзистор, этот заряд должен рассеяться, т. е. конденсатор затвора должен быть разряжен.

Когда транзистор включается или выключается, он не переходит сразу из непроводящего состояния в проводящее;и может кратковременно поддерживать как высокое напряжение, так и проводить большой ток.Следовательно, когда к транзистору подается ток затвора, вызывающий его переключение, выделяется определенное количество тепла, которого в некоторых случаях может быть достаточно, чтобы разрушить транзистор.Поэтому необходимо сделать время переключения как можно более коротким, чтобы свести к минимумупотери переключения[de].Типичное время переключения находится в диапазоне микросекунд.Время переключения транзистора обратно пропорционально величинетекущийиспользуется для зарядки ворот.Поэтому коммутационные токи часто требуются в пределах нескольких сотен.миллиамперыили даже в пределахамперы.Для типичных напряжений затвора примерно 10–15 В нескольковаттыДля управления коммутатором может потребоваться мощность.Когда большие токи переключаются на высоких частотах, например, вПреобразователи постоянного тока в постоянныйили большойэлектродвигателиИногда несколько транзисторов устанавливаются параллельно, чтобы обеспечить достаточно высокие коммутационные токи и коммутируемую мощность.

Сигнал переключения транзистора обычно генерируется логической схемой илимикроконтроллер, который обеспечивает выходной сигнал, сила тока которого обычно ограничена несколькими миллиамперами.Следовательно, транзистор, который напрямую управляется таким сигналом, будет переключаться очень медленно с соответственно высокими потерями мощности.Во время переключения конденсатор затвора транзистора может потреблять ток настолько быстро, что это вызывает перегрузку тока в логической схеме или микроконтроллере, вызывая перегрев, который приводит к необратимому повреждению или даже полному разрушению микросхемы.Чтобы этого не произошло, между выходным сигналом микроконтроллера и силовым транзистором предусмотрен драйвер затвора.

Зарядные насосычасто используются вH-мостыв драйверах верхнего плеча для управления затвором n-канала верхнего плечасиловые МОП-транзисторыиБТИЗ.Эти устройства используются из-за их хороших характеристик, но требуют напряжения управления затвором на несколько вольт выше шины питания.Когда центр полумоста переходит в низкий уровень, конденсатор заряжается через диод, и этот заряд используется для последующего управления затвором полевого транзистора на стороне высокого напряжения на несколько вольт выше напряжения на выводе истока или эмиттера, чтобы включить его.Эта стратегия хорошо работает при условии, что мост регулярно переключается, и позволяет избежать сложностей, связанных с использованием отдельного источника питания, и позволяет использовать более эффективные n-канальные устройства как для верхнего, так и для нижнего переключения.