BOM Quotation Elektronske komponente Gonilnik IC Chip IR2103STRPBF

Lastnosti izdelka

Dokumenti in mediji

Okoljske in izvozne klasifikacije

Gonilniki vrat

Gonilnik vrat je močnostni ojačevalnik, ki sprejme nizkoenergetski vhod iz krmilnika IC in proizvede visokotokovni pogonski vhod za vrata visokozmogljivega tranzistorja, kot je IGBT ali močnostni MOSFET.Gonilniki vrat so lahko na voljo na čipu ali kot ločeni modul.V bistvu gonilnik vrat sestoji iz nivojskega preklopnika v kombinaciji z ojačevalnikom.IC gonilnika vrat služi kot vmesnik med krmilnimi signali (digitalnimi ali analognimi krmilniki) in močnostnimi stikali (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET in GaN HEMT).Integrirana rešitev gate-driver zmanjša kompleksnost načrtovanja, razvojni čas, seznam materialov (BOM) in prostor na plošči, hkrati pa izboljša zanesljivost v primerjavi z diskretno implementiranimi rešitvami gate-drive.

Zgodovina

Leta 1989 je International Rectifier (IR) predstavil prvi monolitni gonilnik vrat HVIC, tehnologija visokonapetostnega integriranega vezja (HVIC) uporablja patentirane in lastniške monolitne strukture, ki združujejo bipolarne, CMOS in stranske DMOS naprave s prebojnimi napetostmi nad 700 V in 1400 V. V za obratovalne offset napetosti 600 V in 1200 V.[2]

Z uporabo te tehnologije HVIC z mešanim signalom je mogoče implementirati visokonapetostna vezja za premik nivoja ter nizkonapetostna analogna in digitalna vezja.Z zmožnostjo postavitve visokonapetostnega vezja (v "vodnjak", ki ga tvorijo polisilicijevi obroči), ki lahko "lebdi" 600 V ali 1200 V, na istem siliciju stran od preostalega nizkonapetostnega vezja, visoka stran močnostni MOSFET-ji ali IGBT-ji obstajajo v številnih priljubljenih topologijah vezja brez povezave, kot so buck, sinhrono ojačevalnik, pol-most, polni most in trifazni.Gonilniki vrat HVIC s plavajočimi stikali so zelo primerni za topologije, ki zahtevajo visokostranske, pol-mostne in trifazne konfiguracije.[3]

Namen

Za razliko odbipolarni tranzistorji, MOSFET-ji ne potrebujejo stalne vhodne moči, dokler niso vklopljeni ali izklopljeni.Izolirana vratna elektroda MOSFET-a tvori akondenzator(kondenzator vrat), ki ga je treba napolniti ali izprazniti ob vsakem vklopu ali izklopu MOSFET-a.Ker tranzistor potrebuje določeno napetost vrat, da se vklopi, mora biti kondenzator vrat napolnjen vsaj na zahtevano napetost vrat, da se tranzistor vklopi.Podobno je treba za izklop tranzistorja ta naboj razpršiti, tj. izprazniti gate kondenzator.

Ko tranzistor vklopimo ali izklopimo, ne preide takoj iz neprevodnega v prevodno stanje;in lahko začasno podpira visoko napetost in prevaja visok tok.Posledično, ko se tok vrat uporabi za tranzistor, da povzroči preklop, se ustvari določena količina toplote, ki je lahko v nekaterih primerih dovolj za uničenje tranzistorja.Zato je potrebno, da je preklopni čas čim krajši, da se čim bolj zmanjšapreklopna izguba[de].Tipični preklopni časi so v območju mikrosekund.Preklopni čas tranzistorja je obratno sorazmeren s količinotrenutnouporablja za polnjenje vrat.Zato so pogosto potrebni preklopni tokovi v območju nekaj stomiliamperov, ali celo v obseguamperov.Za tipične napetosti vrat približno 10-15 V, večvatovza pogon stikala bo morda potrebna moč.Ko se veliki tokovi preklapljajo pri visokih frekvencah, nprDC-to-DC pretvornikiali velikaelektrični motorji, je včasih nameščenih več tranzistorjev vzporedno, da se zagotovijo dovolj visoki preklopni tokovi in ​​preklopna moč.

Preklopni signal za tranzistor običajno ustvari logično vezje ali amikrokrmilnik, ki zagotavlja izhodni signal, ki je običajno omejen na nekaj miliamperov toka.Posledično bi tranzistor, ki ga neposredno poganja tak signal, preklapljal zelo počasi, z ustrezno visoko izgubo moči.Med preklapljanjem lahko kondenzator z vrati tranzistorja črpa tok tako hitro, da povzroči prekoračitev toka v logičnem vezju ali mikrokontrolerju, kar povzroči pregrevanje, ki povzroči trajno poškodbo ali celo popolno uničenje čipa.Da se to ne bi zgodilo, je med izhodnim signalom mikrokrmilnika in močnostnim tranzistorjem nameščen gonilnik vrat.

Polnilne črpalkese pogosto uporabljajo vH-mostoviv gonilnikih na visoki strani za krmiljenje vrat n-kanala na visoki stranimočnostni MOSFET-jiinIGBT-ji.Te naprave se uporabljajo zaradi njihove dobre zmogljivosti, vendar zahtevajo pogonsko napetost vrat nekaj voltov nad napajalno tirnico.Ko se sredina polmosta zniža, se kondenzator napolni preko diode in ta naboj se uporabi za kasnejši pogon vrat FET vrat visoke strani nekaj voltov nad napetostjo vira ali oddajnika, da se vklopi.Ta strategija deluje dobro pod pogojem, da se most redno preklaplja in se izogne ​​zapletenosti ločenega napajanja ter omogoča uporabo učinkovitejših n-kanalnih naprav za visoka in nizka stikala.