BOM Teklifi Elektronik Bileşenler Sürücüsü IC Chip IR2103STRPBF

Ürün özellikleri

Belgeler ve Medya

Çevre ve İhracat Sınıflandırmaları

Kapı Sürücüleri

Kapı sürücüsü, bir denetleyici IC'sinden düşük güçlü bir girişi kabul eden ve IGBT veya güç MOSFET'i gibi yüksek güçlü bir transistörün kapısı için yüksek akımlı bir sürücü girişi üreten bir güç amplifikatörüdür.Kapı sürücüleri çip üzerinde veya ayrı bir modül olarak sağlanabilir.Temelde, bir kapı sürücüsü bir amplifikatör ile birlikte bir seviye değiştiriciden oluşur.Bir kapı sürücüsü IC'si, kontrol sinyalleri (dijital veya analog kontrolörler) ve güç anahtarları (IGBT'ler, MOSFET'ler, SiC MOSFET'ler ve GaN HEMT'ler) arasında arayüz görevi görür.Entegre bir kapı sürücüsü çözümü, tasarım karmaşıklığını, geliştirme süresini, malzeme listesini (BOM) ve kart alanını azaltırken, ayrı ayrı uygulanan kapı sürücüsü çözümlerine göre güvenilirliği artırır.

Tarih

1989 yılında, International Rectifier (IR) ilk monolitik HVIC kapı sürücüsü ürününü piyasaya sürdü; yüksek voltajlı entegre devre (HVIC) teknolojisi, 700 V ve 1400 V'un üzerinde arıza gerilimlerine sahip bipolar, CMOS ve lateral DMOS cihazlarını entegre eden patentli ve tescilli monolitik yapıları kullanır. 600 V ve 1200 V ofset gerilimlerini çalıştırmak için V.[2]

Bu karışık sinyalli HVIC teknolojisini kullanarak hem yüksek voltajlı seviye değiştiren devreler hem de düşük voltajlı analog ve dijital devreler uygulanabilir.600 V veya 1200 V'de 'yüzebilen' yüksek voltaj devresini (polisilikon halkalardan oluşan bir 'kuyuya'), aynı silikon üzerinde düşük voltaj devresinin geri kalanından uzağa yerleştirme yeteneği ile, yüksek taraf güç MOSFET'leri veya IGBT'ler, Buck, senkron güçlendirme, yarım köprü, tam köprü ve üç fazlı gibi birçok popüler çevrimdışı devre topolojisinde mevcuttur.Değişken anahtarlı HVIC geçit sürücüleri, yüksek taraf, yarım köprü ve üç fazlı konfigürasyonlar gerektiren topolojiler için çok uygundur.[3]

Amaç

Kıyaslabipolar transistörlerMOSFET'ler açılıp kapanmadıkları sürece sabit güç girişine ihtiyaç duymazlar.MOSFET'in izole edilmiş kapı elektrodu birkapasitörMOSFET'in her açılıp kapanmasında şarj edilmesi veya boşaltılması gereken (geçit kondansatörü).Bir transistörün açılması için belirli bir kapı voltajına ihtiyaç duyması nedeniyle, kapı kapasitörünün en azından transistörün açılması için gereken kapı voltajına kadar şarj edilmesi gerekir.Benzer şekilde, transistörü kapatmak için bu yükün dağıtılması gerekir, yani geçit kapasitörünün deşarj olması gerekir.

Bir transistör açıldığında veya kapatıldığında, iletken olmayan durumdan iletken duruma hemen geçmez;ve geçici olarak hem yüksek voltajı destekleyebilir hem de yüksek akımı iletebilir.Sonuç olarak, bir transistöre geçiş yapmasını sağlamak için geçit akımı uygulandığında, bazı durumlarda transistörü tahrip etmeye yetecek miktarda ısı üretilir.Bu nedenle anahtarlama süresini mümkün olduğu kadar kısa tutmak, böylece minimuma indirmek gerekir.anahtarlama kaybı[de]Tipik anahtarlama süreleri mikrosaniye aralığındadır.Bir transistörün anahtarlama süresi, transistörün miktarıyla ters orantılıdır.akımKapıyı şarj etmek için kullanılır.Bu nedenle anahtarlama akımlarına sıklıkla birkaç yüz mikron aralığında ihtiyaç duyulur.miliamperveya hatta aralığındaamper.Yaklaşık 10-15V'luk tipik kapı voltajları için birkaçwattAnahtarı çalıştırmak için güç gerekebilir.Büyük akımlar yüksek frekanslarda anahtarlandığında, örneğinDC'den DC'ye dönüştürücülerveya büyükelektrik motorlarıYeterince yüksek anahtarlama akımları ve anahtarlama gücü sağlamak için bazen birden fazla transistör paralel olarak sağlanır.

Bir transistör için anahtarlama sinyali genellikle bir mantık devresi veya birmikrodenetleyiciTipik olarak birkaç miliamperlik akımla sınırlı bir çıkış sinyali sağlar.Sonuç olarak, böyle bir sinyalle doğrudan çalıştırılan bir transistör, buna bağlı olarak yüksek güç kaybıyla birlikte çok yavaş geçiş yapacaktır.Anahtarlama sırasında, transistörün kapı kapasitörü o kadar hızlı akım çekebilir ki, mantık devresinde veya mikro denetleyicide aşırı akım çekilmesine neden olur, bu da aşırı ısınmaya neden olur ve bu da çipin kalıcı hasar görmesine veya hatta tamamen tahrip olmasına yol açar.Bunun olmasını önlemek için mikrodenetleyicinin çıkış sinyali ile güç transistörü arasına bir geçit sürücüsü sağlanır.

Şarj pompalarısıklıkla kullanılırH-Köprüleryüksek taraftaki n-kanalını tahrik eden kapı için yüksek taraftaki sürücülerdegüç MOSFET'leriVeIGBT'ler.Bu cihazlar iyi performanslarından dolayı kullanılır, ancak güç rayının birkaç volt üzerinde bir kapı tahrik voltajı gerektirir.Yarım köprünün merkezi alçaldığında, kapasitör bir diyot aracılığıyla şarj edilir ve bu şarj, daha sonra yüksek taraftaki FET kapısının kapısını, onu açmak için kaynağın veya verici pininin voltajının birkaç volt üstüne sürmek için kullanılır.Bu strateji, köprünün düzenli olarak anahtarlanması koşuluyla iyi çalışır ve ayrı bir güç kaynağı çalıştırma zorunluluğunun karmaşıklığını ortadan kaldırır ve hem yüksek hem de düşük anahtarlar için daha verimli n-kanallı cihazların kullanılmasına izin verir.