29.08.2024 570

IR2104 Kattava opas: Korkean suorituskyvyn puolisilta -ohjaimet

Luettelo

IR2104 Kuvaus

Se IR2104 on puoliltaan ohjain, joka hyväksyy pienitehoisen tulon korkean virran käyttöasteen tuottamiseksi ja toimittaa suuritehoisen transistorin, kuten Power MOSFET: n, portin.Lisäksi IR2104 -portinohjainta voidaan käyttää tason vaihtajana ja tehovahvistimena.IGBT- ja MOSFET-ohjainten lähtökanavat toimivat korkean ja matalan puolen viittauksilla, kun taas logiikkatulot toimivat 3,3 V: n logiikassa ja ovat yhteensopivia LSTL- ja CMOS-lähtöjen kanssa.Mikään näistä tekniikoista ei sovelleta omaa HVC: tä ja salpoja, joten se mahdollistaa monoliittisen rakenteen.

IR2104 -käyttöpiiri koostuu pääasiassa kolmesta osasta: syöttövaihe, logiikan ohjaus ja lähtövaihe.Syöttövaihe sisältää syöttöerän ja syöttösuodatinpiirin ohjaussignaalin ja virtalähteen kohinan eristämiseksi.Logiikan hallinta sisältää logiikan syöttövaiheessa ja logiikan lähtövaiheessa, joita käytetään ohjaussignaalien vastaanottamiseen ja käyttösignaalien luomiseen.Lähtövaihe sisältää ohjain- ja voimavaiheet MOSFET: ien tai IGBT: ien suhteen.

Vaihtoehtoiset mallit:

Olla IR2101s

Olla IR2102s

Olla IR2103

Olla IR2103S

Olla IR2104PBF

IR2104 Puolisiltaan kuljettajapiirin ominaisuudet

Laaja käyttöjännitealue: IR2104 tukee laajaa käyttöjännitealuetta 10 V: stä 20 V: iin, joka sopii erilaisiin ajotarpeisiin.

Sisäisen virran havaitseminen: IR2104: llä on sisäinen virran havaitsemisfunktio, joka voi mitata ja palauttaa pienen puolen MOSFET: n virran suljetun silmukan ohjauksen saavuttamiseksi.

Korkea hyötysuhde: IR2104 ottaa käyttöön erittäin integroidun suunnittelun, ja kuljettajapiirillä on korkea hyötysuhde ja vähäinen virrankulutus.Latauspumpputekniikka voi tarjota korkeataajuisia ajosignaaleja, jolloin MOSFET: t voivat vaihtaa nopeasti ja vähentää energian menetystä.

Suojaustoiminnot: IR2104: llä on erilaisia ​​suojaustoimintoja, mukaan lukien ylikuormitussuojaus, liiallinen suojaus ja alajännitteen lukitustoiminnot.Nämä suojaustoiminnot voivat suojata piiriä tehokkaasti ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.

Korkea virran ajokyky: IR2104 integroi korkean ja matalan puolen kuljettajat, joilla on vahva ajokyky.Se voi tarjota korkean huippuvirran ja hetkellisen virran toimintaominaisuudet ja sopii suuritehoisiin sovelluksiin.

IR2104 Puolisiltaan kuljettajan työperiaate

Tämä ohjainsuunnittelu on suhteellisen helppo ymmärtää signaalilogiikan analyysin perusteella, mutta perusteellisen ymmärryksen ja paremman sovelluksen saavuttamiseksi meidän on suoritettava piirin perusteellisempi analyysi ja suoritettava teoreettinen analyysi ja laskelma joidenkin parametrien määrittämiseksiPerifeeriset komponentit.Nyt suoritamme yksinkertaisen analyysin sisäisestä rakenteesta.Kun siru on valittu, tulosignaali kulkee kuolleen vyöhykkeen tai hajoamisuojapiirin läpi ja jaetaan sitten kahteen kanavaan ja lähetetään vastaavasti CMOS -piirien ylä- ja alajoukkoihin.Heidän joukossaan alempaa polkua säätelee "0" johtamaan, ja signaali lähetetään suoraan;Vaikka ylempi polku kytketään päälle "1", signaalia ohjataan ensin korkean pulssivirran puskurivaiheella signaalin puskurointiin ja tason muuntamiseen ja lähettämään sitten Enter.

Kun 0 on alun perin kirjoitettu: Alempi CMOS -ylempi transistori on päällä ja LO nostetaan kelluvasta tilasta sirun virtalähteen potentiaaliin.Siksi johtavuusjännite VCC syntyy LO: n ja COM: n välillä, mikä aiheuttaa alaosan sillan MOS: n kytkemisen päälle;Samanaikaisesti ylempi CMOS-alempi transistori on päällä, ja Ho ja VS ovat oikosulkuja, mikä aiheuttaa ylemmän puoliltaan MO: n sammuttamisen.

Kun 1 on alun perin kirjoitettu: Ylä-CMOS-ylempi transistori kytketään päälle ja luottaa kondensaattorin bootstrap-vaikutukseen, johtavuusjännite VCC syntyy HO: n ja VS: n välillä, aiheuttaen ylemmän puoliltaan MOS: n kytkemisen päälle;Vaikka alempi CMOS-alempi transistori kytketään päälle, LO ja COM ovat oikosulku, aiheuttaen alaosan sillan MOS: n sammuttamisen.

Voidaan nähdä, että IR2104: n virransyöttöjännite on oltava suurempi kuin valitun MOS: n tai IGBT -putken johtavuusjännite.Esimerkiksi älyautopiirissä IR2104: n käyttämä 12 V: n virtalähteen jännite on suurempi kuin LR7843, 4,5 V: n kääntöjännite.Tämä malli varmistaa kuljettajan normaalin toiminnan ja estää tehokkaasti suorituskyvyn heikkenemisen tai vaurioiden, jotka aiheutuvat riittämättömästä jännitteestä.

IR2104: n käytännön soveltaminen

IR2104: llä on laaja käyttötarkoituksia käytännön sovelluksissa.Alla esitellään kaksi tyypillistä sovelluspiiriä:

Koko silta-käyttöpiiri

Koko silta-ohjainpiiri on yksi IR2104: n yleisimmistä sovelluksista.Se koostuu yleensä kahdesta IR2104 -sirusta ja neljästä tehon mosfetistä ja induktorista.Tässä piirissä kaksi IR2104: tä on vastuussa MOSFET: ien kytkimien ohjaamisesta ylemmässä ja alapuolella vastaavasti tasavirtavirran muuntamiseksi vaihtovirtavirtaan.Ohjaamalla tarkasti MOSFET: ien kytkentänopeutta ja käyttöjaksoa molemmilla puolilla, se voi saavuttaa tehokkaan tehon muuntamisen ja lähtöhallinnan.Tällaista täyssilta-käyttöpiiriä käytetään usein tehon muuntamisessa, invertterissä ja muissa kentissä.

Puolisiltaan käyttöpiiri

Puolisiltaan käyttöpiiri on toinen tärkeä IR2104-sovellus.Se koostuu yleensä IR2104 -sirusta, Power Mosfetistä ja induktorista.Tässä piirissä IR2104 on vastuussa PWM -signaalin luomisesta ja DC -tehon muuntamisesta vaihtovirtavirtaan säätelemällä MOSFET: n kytkemistä.IR2104 voi hallita MOSFET: ien kytkentänopeutta ja käyttöjaksoa lähtöjännitteen ja virran tarkan hallinnan saavuttamiseksi.Tätä puolisiltaan käyttöpiiriä käytetään laajasti tasavirta-moottori-asemissa, inverttereissä ja muissa kentissä.

Suositellut IR2104 -käyttöolosuhteet

Tulo- tai lähtölogiikan ajoituskaavio on esitetty seuraavassa kuvassa.Oikeasta toiminnasta laitetta tulisi käyttää suositelluissa olosuhteissa.VS -offset -luokitus testataan kaikilla tarvikkeilla, jotka ovat puolueellisia 15 V: n erottelulla.

Mitkä ovat IR2104: n lämmön hajoamismittaukset?

Seuraavassa on joitain yleisiä IR2104 -lämmön hajoamismittauksia:

Lämpöjohtavien materiaalien käyttö

Voimme käyttää termisesti johtavia materiaaleja, kuten termisesti johtavaa silikonia tai lämpöjohtavia arkkeja IR2104: n ja jäähdytyselementin tai PCB: n välillä, lämmönsiirron tehokkuuden parantamiseksi merkittävästi ja vähentää siten huomattavasti lämmön hajoamisvaikutusta.Lämpövälittävä silikoni, liimalla, jolla on korkea lämmönjohtavuus, voidaan kiinnittää tiukasti IR2104: n ja jäähdytyselementin tai piirilevyyn tai PCB: n pintaan, täyttäen tehokkaasti niiden väliset pienet aukot vähentäen siten lämpövastusta.

Vähennä työmäärää

Voimme myös vähentää IR2104: n tuottamaa lämpöä alentamalla sen työmäärää.Esimerkiksi, kun järjestelmä ei vaadi suuren tehon ulostuloa, voimme harkita IR2104: n tulojännitteen vähentämistä.Tulojännitteen alentaminen voi suoraan vähentää sirun sisäistä virrankulutusta, mikä puolestaan ​​vähentää sen lämmöntuotantoa.Tietenkin, kun jännitettä alenee, meidän on varmistettava, että IR2104 toimii edelleen kunnolla ja täyttää järjestelmän suorituskykyvaatimukset.

Jäähdytyselementti/jäähdytyselementti: Jäähdytyselementti tai jäähdytyselementti on yleinen tapa hajottaa lämpöä.Asentamalla jäähdytyselementin IR2104: n ympärille tai yläpuolelle lämmön hajoamisaluetta voidaan lisätä tehokkaasti, mikä vähentää sirun käyttölämpötilaa.Kun suunnittelet jäähdytyselementtiä, meidän tulisi harkita täysin sirun käyttövirtaa, ympäristön lämpötilaa ja muita tekijöitä varmistaaksemme, että lämmön hajoamisvaikutus on optimaalinen.

Optimoi piirilevyn asettelu: Piirilevyn suunnittelussa, jotta vältetään lämpöhäiriöt IR2104: n kanssa, jotka aiheutuvat muista komponenteista, jotka tuottavat enemmän lämpöä, meidän tulisi sijoittaa nämä komponentit pois sirusta.Komponentit, kuten Power MOSFETS tai IGBTS, tuottavat myös paljon lämpöä, kun ne toimivat, ja jos ne ovat liian lähellä IR2104: tä, niiden lämpö voidaan siirtää siruun, mikä johtaa sirun lämpötilan nousuun.Siksi sirun asettamisessa meidän on varmistettava, että nämä komponentit, jotka tuottavat enemmän lämpöä, pidetään tietyssä etäisyydellä IR2104: stä lämmön vaikutuksen minimoimiseksi sirulle.

Kuollut vyöhyke -ongelma

Korkean ja matalan puolen kuljettajana IR2104 on erityisesti suunniteltu ajamaan H-siltapiirejä.Se voi ratkaista tehokkaasti kuolleen vyöhykkeen ongelman H-siltapiireissä.Tässä on joitain tapoja IR2104 ratkaisee kuolleen alueen ongelman H-silta-alueilla:

Kuolleen ajan korvaus: IR2104 -kuljettaja tarjoaa kuolleen ajan korvauksen.Säätämällä tämän tapin jännitettä kuolleen ajan korvausmäärä voidaan asettaa.Lisäämällä tai vähentämällä kuolleen ajan kompensointia, huippuluokan MOS: n ja alhaisen MOS: n välistä aikaeroa voidaan säätää kuolleen vyöhykkeen ongelman ratkaisemiseksi.

Bipolaarinen asema: IR2104-kuljettaja voi hallita huippuluokan MOS: n ja alhaisen MOS: n päälle ja pois päältä samanaikaisesti.Tämä varmistaa, että huippuluokan MOS: n ja alhaisen MOS: n välistä aikaeroa hallitaan tarkasti kuolleiden vyöhykkeiden ongelmien välttämiseksi.

Viiveajan asettaminen: IR2104 -ohjaimella on omistettu PIN -koodi viiveajan asettamiseen.Säätämällä PIN-koodin kapasitanssi ja vastus, huippuluokan MOS: n ja alhaisen MOS: n välinen viiveaika voidaan asettaa.Viivästymisajan lisääminen voi varmistaa, että huippuluokan MO: t ja alhaisen pääosan MOS ei kytke päälle tai pois samanaikaisesti, välttäen siten kuolleiden vyöhykkeiden ongelmien esiintymistä.

Usein kysyttyjä kysymyksiä [UKK]

Q1.Miksi tarvitsemme MOSFET -ohjaimia?

Portinkuljettajat ovat hyödyllisiä MOSFET-toiminnassa, koska MOSFET-portille toimitettu korkeavirtakäyttö vähentää kytkentäaikaa portin päälle/pois-vaiheiden välillä, mikä johtaa MOSFET-tehon ja lämpötehokkuuden lisääntymiseen.

Q2.Mikä on IR2104: n enimmäisjännite?

Kelluvaa kanavaa voidaan käyttää n-kanavaisen MOSFET- tai IGBT: n ohjaamiseen korkean sivukonfiguraatiossa, joka toimii 10-600 volttia.

Q3.Mihin IR2104: tä käytetään?

IR2104 on korkeajännite, nopea tehoteho ja IGBT -ohjain, jolla on riippuvainen korkea ja matala sivu viitattu lähtökanavilla.Omistettu HVIC- ja Latch Immuunin CMOS -tekniikat mahdollistavat kestävän monoliittisen rakenteen.Logiikan tulo on yhteensopiva tavanomaisten CMO: ien tai LSTTL-maiden kanssa.

Q4.Mitä eroa IR2101: n ja IR2104: n välillä on?

IR2104 on korkeajännite, nopeateho MOSFET- ja IGBT-ohjaimet, joilla on riippumaton korkea ja alhainen sivuviittaus lähtökanavat.Vertailun vuoksi IR2101 on korkea ja matala kuljettaja.IRS2104 on uusi HVIC-tuote, joka korvaa IR2101: n ja on PIN-to-pin-yhteensopiva edeltäjänsä kanssa.