Báo giá BOM Chip điều khiển linh kiện điện tử IR2103STRPBF

Thuộc tính sản phẩm

Tài liệu & Phương tiện

Phân loại Môi trường & Xuất khẩu

Trình điều khiển cổng

Trình điều khiển cổng là bộ khuếch đại công suất chấp nhận đầu vào công suất thấp từ IC điều khiển và tạo ra đầu vào ổ đĩa dòng điện cao cho cổng của bóng bán dẫn công suất cao như IGBT hoặc MOSFET công suất.Trình điều khiển cổng có thể được cung cấp trên chip hoặc dưới dạng mô-đun riêng biệt.Về bản chất, bộ điều khiển cổng bao gồm một bộ chuyển mức kết hợp với bộ khuếch đại.IC điều khiển cổng đóng vai trò là giao diện giữa các tín hiệu điều khiển (bộ điều khiển kỹ thuật số hoặc analog) và các công tắc nguồn (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET và GaN HEMT).Giải pháp điều khiển cổng tích hợp giúp giảm độ phức tạp trong thiết kế, thời gian phát triển, định mức vật liệu (BOM) và không gian bo mạch đồng thời cải thiện độ tin cậy so với các giải pháp điều khiển cổng được triển khai riêng lẻ.

Lịch sử

Năm 1989, International Rectifier (IR) đã giới thiệu sản phẩm điều khiển cổng HVIC nguyên khối đầu tiên, công nghệ mạch tích hợp điện áp cao (HVIC) sử dụng các cấu trúc nguyên khối độc quyền và được cấp bằng sáng chế tích hợp các thiết bị DMOS lưỡng cực, CMOS và bên có điện áp đánh thủng trên 700 V và 1400 V để vận hành điện áp bù 600 V và 1200 V.[2]

Bằng cách sử dụng công nghệ HVIC tín hiệu hỗn hợp này, cả mạch chuyển mức điện áp cao và mạch kỹ thuật số và analog điện áp thấp đều có thể được thực hiện.Với khả năng đặt mạch điện áp cao (trong một 'giếng' được hình thành bởi các vòng polysilicon), có thể 'nổi' 600 V hoặc 1200 V, trên cùng một silicon cách xa phần còn lại của mạch điện áp thấp, phía cao MOSFET công suất hoặc IGBT tồn tại trong nhiều cấu trúc liên kết mạch ngoại tuyến phổ biến như Buck, tăng đồng bộ, nửa cầu, toàn cầu và ba pha.Trình điều khiển cổng HVIC với công tắc nổi rất phù hợp cho các cấu trúc liên kết yêu cầu cấu hình cao cấp, nửa cầu và ba pha.[3]

Mục đích

Trái ngược vớibóng bán dẫn lưỡng cực, MOSFET không yêu cầu nguồn điện đầu vào liên tục, miễn là chúng không được bật hoặc tắt.Điện cực cổng cách ly của MOSFET tạo thành mộttụ điện(tụ điện cổng), phải được sạc hoặc xả mỗi khi bật hoặc tắt MOSFET.Vì một bóng bán dẫn yêu cầu một điện áp cổng cụ thể để bật, tụ điện cổng phải được sạc ít nhất đến điện áp cổng cần thiết để bóng bán dẫn được bật.Tương tự, để tắt bóng bán dẫn, điện tích này phải được tiêu tán, tức là tụ cổng phải được phóng điện.

Khi bật hoặc tắt một bóng bán dẫn, nó không chuyển ngay từ trạng thái không dẫn điện sang trạng thái dẫn điện;và có thể hỗ trợ tạm thời cả điện áp cao và dẫn dòng điện cao.Do đó, khi dòng điện cổng được đưa vào một bóng bán dẫn để làm cho nó chuyển mạch, một lượng nhiệt nhất định sẽ được tạo ra, trong một số trường hợp, có thể đủ để phá hủy bóng bán dẫn.Vì vậy, cần phải giữ thời gian chuyển đổi càng ngắn càng tốt để giảm thiểumất chuyển mạch[de].Thời gian chuyển đổi thông thường nằm trong khoảng micro giây.Thời gian chuyển mạch của một bóng bán dẫn tỷ lệ nghịch với lượnghiện hànhdùng để sạc cổng.Vì vậy, dòng điện chuyển mạch thường yêu cầu trong khoảng vài trămmiliampe, hoặc thậm chí trong phạm viampe.Đối với điện áp cổng thông thường khoảng 10-15V, một sốwattnguồn điện có thể được yêu cầu để điều khiển công tắc.Khi dòng điện lớn được chuyển đổi ở tần số cao, ví dụ như trongBộ chuyển đổi DC-to-DChoặc lớnxe máy điện, nhiều bóng bán dẫn đôi khi được cung cấp song song để cung cấp dòng điện chuyển mạch và công suất chuyển mạch đủ cao.

Tín hiệu chuyển mạch cho bóng bán dẫn thường được tạo ra bởi mạch logic hoặcvi điều khiển, cung cấp tín hiệu đầu ra thường bị giới hạn ở một vài miliampe dòng điện.Do đó, một bóng bán dẫn được điều khiển trực tiếp bởi tín hiệu như vậy sẽ chuyển mạch rất chậm và tổn thất điện năng cao tương ứng.Trong quá trình chuyển mạch, tụ cổng của bóng bán dẫn có thể tiêu thụ dòng điện nhanh đến mức gây ra hiện tượng rút quá dòng trong mạch logic hoặc vi điều khiển, gây ra hiện tượng quá nhiệt dẫn đến hư hỏng vĩnh viễn hoặc thậm chí phá hủy hoàn toàn chip.Để ngăn điều này xảy ra, một bộ điều khiển cổng được cung cấp giữa tín hiệu đầu ra của bộ vi điều khiển và bóng bán dẫn điện.

Bơm sạcthường được sử dụng trongCầu Htrong trình điều khiển phía cao để điều khiển cổng kênh n phía caoMOSFET điệnVàIGBT.Những thiết bị này được sử dụng vì hiệu suất tốt nhưng yêu cầu điện áp ổ đĩa cổng cao hơn đường ray điện vài volt.Khi tâm của nửa cầu xuống thấp, tụ điện được tích điện qua một diode và điện tích này sau đó được sử dụng để điều khiển cổng của cổng FET phía cao cao hơn điện áp của nguồn hoặc chân phát vài volt để bật nó lên.Chiến lược này hoạt động tốt với điều kiện cầu được chuyển mạch thường xuyên và tránh sự phức tạp khi phải chạy nguồn điện riêng và cho phép sử dụng các thiết bị kênh n hiệu quả hơn cho cả chuyển mạch cao và thấp.