نقل قول BOM Electronic Components Driver IC Chip IR2103STRPBF

ویژگی های محصول

اسناد و رسانه ها

طبقه بندی محیطی و صادراتی

درایورهای دروازه

درایور گیت تقویت‌کننده‌ای است که ورودی کم‌مصرف را از آی‌سی کنترل‌کننده می‌پذیرد و ورودی درایو با جریان بالا را برای گیت ترانزیستور پرقدرت مانند IGBT یا ماسفت برق تولید می‌کند.درایورهای گیت می توانند به صورت روی تراشه یا به صورت یک ماژول مجزا ارائه شوند.در اصل، یک درایور دروازه از یک شیفتر سطح در ترکیب با یک تقویت کننده تشکیل شده است.یک آی سی درایور گیت به عنوان رابط بین سیگنال های کنترل (کنترل کننده های دیجیتال یا آنالوگ) و سوئیچ های قدرت (IGBT، ماسفت، ماسفت SiC و GaN HEMT) عمل می کند.راه حل یکپارچه گیت-درایور پیچیدگی طراحی، زمان توسعه، صورتحساب مواد (BOM) و فضای برد را کاهش می دهد و در عین حال قابلیت اطمینان را نسبت به راه حل های گیت-درایو پیاده سازی شده به طور مجزا بهبود می بخشد.

تاریخ

در سال 1989، International Rectifier (IR) اولین محصول راه انداز گیت HVIC یکپارچه را معرفی کرد، فناوری مدار مجتمع ولتاژ بالا (HVIC) از ساختارهای یکپارچه ثبت شده و اختصاصی استفاده می کند که دستگاه های DMOS دوقطبی، CMOS و جانبی را با ولتاژهای شکست بالای 7000 ولت و ولتاژ ادغام می کند. V برای کارکرد ولتاژهای افست 600 و 1200 ولت.[2]

با استفاده از این فناوری HVIC سیگنال مختلط، هم مدارهای تغییر سطح ولتاژ بالا و هم مدارهای آنالوگ و دیجیتال ولتاژ پایین قابل پیاده سازی هستند.با قابلیت قرار دادن مدارهای ولتاژ بالا (در چاهی که توسط حلقه های پلی سیلیکونی تشکیل شده است)، که می تواند 600 ولت یا 1200 ولت، روی همان سیلیکون به دور از بقیه مدارهای ولتاژ پایین، در سمت بالا، شناور شود. ماسفت‌های قدرت یا IGBT در بسیاری از توپولوژی‌های مدار خارج از خط محبوب مانند باک، تقویت سنکرون، نیم پل، پل کامل و سه فاز وجود دارند.درایورهای گیت HVIC با سوئیچ‌های شناور برای توپولوژی‌هایی که نیاز به پیکربندی‌های سمت بالا، نیم پل و سه فاز دارند، مناسب هستند.[3]

هدف

در مقابلترانزیستورهای دوقطبی، ماسفت ها تا زمانی که روشن یا خاموش نباشند نیازی به ورودی برق ثابت ندارند.گیت الکترود جدا شده ماسفت a را تشکیل می دهدخازن(خازن گیت) که هر بار که ماسفت روشن یا خاموش می شود باید شارژ یا دشارژ شود.از آنجایی که یک ترانزیستور برای روشن شدن به ولتاژ گیت خاصی نیاز دارد، خازن گیت باید حداقل تا ولتاژ گیت مورد نیاز برای روشن شدن ترانزیستور شارژ شود.به همین ترتیب، برای خاموش کردن ترانزیستور، باید این بار تخلیه شود، یعنی خازن گیت تخلیه شود.

هنگامی که یک ترانزیستور روشن یا خاموش می شود، بلافاصله از حالت نارسانا به حالت رسانا تغییر نمی کند.و ممکن است به طور موقت هم از ولتاژ بالا پشتیبانی کند و هم جریان بالایی را هدایت کند.در نتیجه، هنگامی که جریان گیت به ترانزیستور اعمال می شود تا آن را سوئیچ کند، مقدار معینی گرما تولید می شود که در برخی موارد می تواند برای تخریب ترانزیستور کافی باشد.بنابراین لازم است زمان تعویض تا حد امکان کوتاه باشد تا به حداقل برسداز دست دادن سوئیچینگ[de].زمان تعویض معمولی در محدوده میکروثانیه است.زمان سوئیچینگ ترانزیستور با مقدار آن نسبت معکوس داردجاریبرای شارژ درب استفاده می شود.بنابراین، جریان سوئیچینگ اغلب در محدوده چند صد مورد نیاز استمیلی آمپر، و یا حتی در محدودهآمپر.برای ولتاژهای گیت معمولی تقریباً 10-15 ولت، چندینواتممکن است برای راه اندازی سوئیچ به قدرت نیاز باشد.هنگامی که جریان های بزرگ در فرکانس های بالا سوئیچ می شوند، به عنوان مثال درمبدل های DC به DCیا بزرگموتورهای الکتریکی، گاهی اوقات چندین ترانزیستور به صورت موازی ارائه می شود تا جریان سوئیچینگ و قدرت سوئیچینگ به اندازه کافی بالا ارائه شود.

سیگنال سوئیچینگ برای یک ترانزیستور معمولاً توسط یک مدار منطقی یا a تولید می شودمیکروکنترلر، که یک سیگنال خروجی را ارائه می دهد که معمولاً به چند میلی آمپر جریان محدود می شود.در نتیجه، ترانزیستوری که مستقیماً توسط چنین سیگنالی هدایت می‌شود، بسیار آهسته سوئیچ می‌کند، با اتلاف توان بالا.در حین سوئیچینگ، خازن گیت ترانزیستور ممکن است آنقدر سریع جریان را بکشد که باعث افزایش جریان در مدار منطقی یا میکروکنترلر شود و باعث گرم شدن بیش از حد شود که منجر به آسیب دائمی یا حتی تخریب کامل تراشه می شود.برای جلوگیری از این اتفاق، یک درایور گیت بین سیگنال خروجی میکروکنترلر و ترانزیستور قدرت در نظر گرفته شده است.

پمپ های شارژاغلب در استفاده می شوندH-Bridgesدر درایورهای سمت بالا برای راه اندازی دروازه در کانال n سمت بالاماسفت های قدرتیوIGBT ها.این دستگاه ها به دلیل عملکرد خوبشان مورد استفاده قرار می گیرند، اما نیاز به ولتاژ درایو گیت چند ولت بالاتر از ریل برق دارند.هنگامی که مرکز یک نیم پل پایین می آید، خازن از طریق یک دیود شارژ می شود، و این شارژ بعداً برای راه اندازی گیت دروازه FET سمت بالا چند ولت بالاتر از ولتاژ منبع یا پایه امیتر استفاده می شود تا آن را روشن کند.این استراتژی به‌خوبی کار می‌کند، مشروط بر اینکه پل به‌طور منظم سوئیچ شود و از پیچیدگی اجرای یک منبع تغذیه جداگانه جلوگیری کند و به دستگاه‌های کانال n کارآمدتر اجازه می‌دهد تا برای سوئیچ‌های بالا و پایین استفاده شوند.