BOM citatos elektroninių komponentų tvarkyklės IC lustas IR2103STRPBF

Produkto atributai

Dokumentai ir laikmena

Aplinkosaugos ir eksporto klasifikacijos

Vartų vairuotojai

Vartų tvarkyklė yra galios stiprintuvas, kuris priima mažos galios įvestį iš valdiklio IC ir sukuria didelės srovės pavaros įvestį, skirtą didelės galios tranzistoriaus, pvz., IGBT arba galios MOSFET, vartams.Vartų tvarkyklės gali būti tiekiamos į lustą, tiek kaip atskiras modulis.Iš esmės vartų pavarą sudaro lygio perjungiklis kartu su stiprintuvu.Vartų tvarkyklės IC tarnauja kaip sąsaja tarp valdymo signalų (skaitmeninių arba analoginių valdiklių) ir maitinimo jungiklių (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET ir GaN HEMT).Integruotas vartų pavaros sprendimas sumažina projektavimo sudėtingumą, kūrimo laiką, medžiagų sąrašą (BOM) ir lentos erdvę, tuo pačiu padidindamas patikimumą, palyginti su diskretiškai įgyvendintais vartų pavaros sprendimais.

Istorija

1989 m. International Rectifier (IR) pristatė pirmąjį monolitinį HVIC vartų tvarkyklės gaminį, aukštos įtampos integrinių grandynų (HVIC) technologijoje naudojamos patentuotos ir patentuotos monolitinės struktūros, integruojančios dvipolius, CMOS ir šoninius DMOS įrenginius, kurių gedimo įtampa viršija 700 V ir 1400 V 600 V ir 1200 V darbinėms nuokrypinėms įtampoms.[2]

Naudojant šią mišraus signalo HVIC technologiją, galima įdiegti tiek aukštos įtampos lygio keitimo grandines, tiek žemos įtampos analogines ir skaitmenines grandines.Galimybė patalpinti aukštos įtampos grandines (į „šulinėlį“, sudarytą iš polisilicio žiedų), kurios gali „plaukioti“ 600 V arba 1200 V, ant to paties silicio toliau nuo likusios žemos įtampos grandinės, aukštos pusės galios MOSFET arba IGBT egzistuoja daugelyje populiarių neprisijungus veikiančių grandinių topologijų, tokių kaip buck, sinchroninis pastiprinimas, pusiau tiltas, pilnas tiltas ir trifazis.HVIC vartų tvarkyklės su slankiaisiais jungikliais puikiai tinka topologijoms, kurioms reikia aukščiausios pusės, pusiau tilto ir trifazių konfigūracijų.[3]

Tikslas

Priešingai neibipoliniai tranzistoriai, MOSFET nereikalauja nuolatinio maitinimo įvesties, kol jie neįjungiami arba išjungiami.MOSFET izoliuotas vartų elektrodas sudaro akondensatorius(vartų kondensatorius), kuris turi būti įkraunamas arba iškraunamas kiekvieną kartą įjungiant arba išjungiant MOSFET.Kadangi tranzistoriui įjungti reikalinga tam tikra vartų įtampa, vartų kondensatorius turi būti įkrautas bent iki reikiamos vartų įtampos, kad tranzistorius būtų įjungtas.Panašiai, norint išjungti tranzistorių, šis krūvis turi būti išsklaidytas, ty turi būti iškrautas vartų kondensatorius.

Įjungus arba išjungus tranzistorių, jis ne iš karto persijungia iš nelaidžios į laidžiąją būseną;ir gali laikinai palaikyti aukštą įtampą ir vesti didelę srovę.Vadinasi, kai tranzistoriui įjungiama vartų srovė, kad jis persijungtų, susidaro tam tikras šilumos kiekis, kurio kai kuriais atvejais gali pakakti tranzistoriui sunaikinti.Todėl perjungimo laikas turi būti kuo trumpesnis, kad jis būtų kuo mažesnisperjungimo praradimas[de].Įprastas perjungimo laikas yra mikrosekundžių diapazone.Tranzistoriaus perjungimo laikas yra atvirkščiai proporcingas dydžiuisrovėnaudojamas vartams įkrauti.Todėl dažnai reikia kelių šimtų perjungimo sroviųmiliamperų, ar net diapazoneamperų.Įprastoms maždaug 10–15 V vartų įtampoms – keliosvatųjungikliui valdyti gali prireikti galios.Kai didelės srovės perjungiamos aukštu dažniu, pvzDC–DC keitikliaiarba dideliselektros varikliai, kartais lygiagrečiai pateikiami keli tranzistoriai, kad būtų užtikrinta pakankamai didelė perjungimo srovė ir perjungimo galia.

Tranzistoriaus perjungimo signalas dažniausiai generuojamas logine grandine arba amikrovaldiklis, kuris suteikia išvesties signalą, kuris paprastai yra apribotas iki kelių miliamperų srovės.Vadinasi, tranzistorius, kurį tiesiogiai valdo toks signalas, persijungtų labai lėtai, su atitinkamai dideliu galios nuostoliu.Perjungimo metu tranzistoriaus užtvarinis kondensatorius gali taip greitai paimti srovę, kad loginėje grandinėje arba mikrovaldiklyje atsiranda srovės perteklius, dėl kurio perkaitimas sukelia negrįžtamus lusto pažeidimus ar net visišką sunaikinimą.Kad taip neatsitiktų, tarp mikrovaldiklio išėjimo signalo ir galios tranzistoriaus yra numatytas vartų tvarkyklė.

Įkrovimo siurbliaidažnai naudojamiH tiltaiaukštosios pusės tvarkyklėse, skirtose vartams važiuoti aukštu n kanalugalios MOSFETirIGBT.Šie įrenginiai naudojami dėl gero veikimo, tačiau jiems reikalinga vartų pavaros įtampa keliais voltais virš maitinimo bėgio.Kai pusės tiltelio centras nukrenta žemai, kondensatorius įkraunamas per diodą, o šis įkrovimas vėliau naudojamas aukštojo šoninio FET užtvaro užtvarai pastumti keliais voltais virš šaltinio arba emiterio kaiščio įtampos, kad jis būtų įjungtas.Ši strategija veikia gerai, jei tiltas yra reguliariai perjungiamas ir išvengiama sudėtingumo, kai reikia naudoti atskirą maitinimo šaltinį, ir leidžia efektyvesnius n kanalų įrenginius naudoti tiek aukštiems, tiek žemiems jungikliams.