2024/08/29'te 581

IR2104 Kapsamlı Kılavuz: Yüksek Performanslı Yarım Köprü Sürücüleri

Katalog

IR2104 Açıklama

. IR2104 yüksek akım sürücüsünü çıkarmak için düşük güç girişini kabul eden ve bir güç mosfet gibi yüksek güçlü bir transistörün kapısını sağlayan yarım köprü sürücüsüdür.Ek olarak, IR2104 kapı sürücüsü seviye kaydırma ve güç amplifikatörü olarak kullanılabilir.IGBT ve MOSFET sürücülerinin çıkış kanalları, yüksek yan ve düşük taraf referansları üzerinde çalışırken, mantık girişleri 3.3V mantığı üzerinde çalışır ve LSTTL ve CMOS çıkışlarıyla uyumludur.Bu teknolojilerin hiçbiri tescilli HVC'lere ve mandallara tabi değildir, bu nedenle monolitik yapı sağlar.

IR2104 sürücü devresi esas olarak üç bölümden oluşur: giriş aşaması, mantık kontrolü ve çıkış aşaması.Giriş aşaması, kontrol sinyalini ve güç kaynağı gürültüsünü izole etmek için bir giriş izolatörü ve bir giriş filtresi devresi içerir.Mantık kontrolü, kontrol sinyalleri almak ve sürücü sinyalleri oluşturmak için kullanılan bir mantık giriş aşaması ve bir mantık çıkış aşaması içerir.Çıktı aşaması, MOSFET'leri veya IGBT'leri sürmek için sürücü ve güç aşamalarını içerir.

Alternatif Modeller:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103S

• IR2104PBF

IR2104 Yarım Köprü Sürücü Devre Özellikleri

Geniş çalışma voltaj aralığı: IR2104, farklı sürüş ihtiyaçları için uygun olan 10V ila 20V arasında geniş bir çalışma voltaj aralığını destekler.

Dahili Akım Algılama: IR2104, kapalı döngü kontrolü elde etmek için düşük taraflı MOSFET'in akımını ölçebilen ve geri bildirebilen bir dahili akım algılama işlevine sahiptir.

Yüksek verimlilik: IR2104 oldukça entegre bir tasarımı benimser ve sürücü devresi yüksek verimlilik ve düşük güç tüketimi özelliklerine sahiptir.Şarj pompası teknolojisi yüksek frekanslı sürüş sinyalleri sağlayarak MOSFET'lerin hızlı bir şekilde geçiş yapmasına ve enerji kaybını azaltmasına izin verebilir.

Koruma Fonksiyonları: IR2104, aşırı sıcaklık koruması, aşırı akım koruması ve voltajlı kilitleme fonksiyonları dahil olmak üzere çeşitli koruma fonksiyonlarına sahiptir.Bu koruma işlevleri devreyi etkili bir şekilde koruyabilir ve sistem güvenilirliğini artırabilir.

Yüksek akım sürüş yeteneği: IR2104, yüksek ve düşük taraflı sürücüleri güçlü sürüş kabiliyeti ile entegre eder.Yüksek pik akım ve anlık akım çalışma özellikleri sağlayabilir ve yüksek güçlü uygulamalar için uygundur.

IR2104 Yarım Köprü Sürücüsü Çalışma Prensibi

Bu sürücü tasarımının sinyal mantığı analizine dayanarak anlaşılması nispeten kolaydır, ancak derinlemesine anlayış ve daha iyi uygulama elde etmek için, devrenin daha derinlemesine bir analiz yapmamız ve bazılarının parametrelerini belirlemek için teorik analiz ve hesaplama yapmamız gerekir.Periferik bileşenler.Şimdi, iç yapının basit bir analizini yapıyoruz.Çip seçildiğinde, giriş sinyali ölü bölgeden veya arıza koruma devresinden geçecek ve daha sonra iki kanala bölünecek ve sırasıyla CMOS devrelerinin üst ve alt setlerine gönderilecektir.Bunlar arasında, alt yol yürütmek için "0" tarafından kontrol edilir ve sinyal doğrudan gönderilir;Üst yol "1" ile açılırken, sinyal önce sinyal tamponlama ve seviye dönüşümünü tamamlamak için yüksek darbe akım tampon aşaması tarafından kontrol edilecek ve ardından ENTER gönderilecektir.

0 başlangıçta yazıldığında: alt CMOS üst transistör açılır ve LO yüzen durumdan çip güç kaynağı potansiyeline yükseltilir.Bu nedenle, iletim voltajı VCC, LO ve COM arasında üretilir ve alt yarım köprünün MOS'un açılmasına neden olur;Aynı zamanda, üst CMOS alt transistör açılır ve HO ve VS kısa devre geçirir ve üst yarım köprü MOS'un kapatılmasına neden olur.

1 başlangıçta yazıldığında: Üst CMOS üst transistörü açılır ve kapasitör bootstrap etkisine güvenerek, HO ve VS arasında iletim voltajı VCC üretilir ve üst yarım köprünün MOS'un açılmasına neden olur;Alt CMOS alt transistör açılırken, LO ve COM kısa devre geçirir ve alt yarım köprünün MOS'sinin kapatılmasına neden olur.

IR2104'ün güç kaynağı voltajının, seçilen MOS veya IGBT tüpünün iletim voltajından daha büyük olması gerektiği görülebilir.Örneğin, akıllı araç devresinde, IR2104 tarafından kullanılan 12V güç kaynağı voltajı, LR7843, 4.5V'nin açma voltajından daha büyüktür.Bu tasarım sürücünün normal çalışmasını sağlar ve yetersiz voltajın neden olduğu performans bozulmasını veya hasarı etkili bir şekilde önler.

IR2104'ün pratik uygulaması

IR2104 pratik uygulamalarda çok çeşitli kullanıma sahiptir.Aşağıda iki tipik uygulama devresi sunulmuştur:

Tam köprü sürücü devresi

Tam köprü sürücü devresi, IR2104'ün en yaygın uygulamalarından biridir.Genellikle iki IR2104 yongası ve dört güç moSfet ve indüktörden oluşur.Bu devrede, DC gücünü AC gücüne dönüştürmek için sırasıyla üst ve alt taraflardaki MOSFET'lerin anahtarlarını kontrol etmekten iki IR2104'ü sorumludur.Her iki taraftaki MOSFET'lerin anahtarlama hızı ve görev döngüsünü tam olarak kontrol ederek, verimli güç dönüşümü ve çıkış kontrolü elde edebilir.Bu tür tam köprü tahrik devresi genellikle güç dönüşümü, inverter ve diğer alanlarda kullanılır.

Yarım köprü sürücü devresi

Yarım köprü tahrik devresi, IR2104'ün bir başka önemli uygulamasıdır.Genellikle bir IR2104 çipi, bir güç mosfet ve bir indüktörden oluşur.Bu devrede IR2104, PWM sinyalini oluşturmak ve MOSFET'in anahtarlanmasını kontrol ederek DC gücünü AC gücüne dönüştürmekten sorumludur.IR2104, çıkış voltajının ve akımın kesin kontrolünü sağlamak için MOSFET'lerin anahtarlama hızını ve görev döngüsünü kontrol edebilir.Bu yarım köprü tahrik devresi, DC motor sürücülerinde, invertörlerde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır.

IR2104'ün önerilen çalışma koşulları

Giriş veya çıkış mantığı zamanlama diyagramı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.Uygun çalışma için cihaz önerilen koşullar içinde kullanılmalıdır.VS ofset derecesi, 15V diferansiyelinde önyargılı tüm malzemelerle test edilir.

IR2104 için ısı dağılma önlemleri nelerdir?

Aşağıdakiler bazı yaygın IR2104 ısı dağılma önlemleri:

Termal olarak iletken malzemelerin kullanımı

Isı transferinin verimliliğini önemli ölçüde artırmak ve termal direncini azaltmak için IR2104 ve soğutucu veya PCB arasında termal olarak iletken silikon veya termal iletken tabakalar gibi termal olarak iletken malzemeler kullanabiliriz, böylece genel ısı dağılma etkisini büyük ölçüde arttırabiliriz.Yüksek termal iletkenliğe sahip bir yapıştırıcı olarak termal olarak iletken silikon, IR2104 ve ısı lavabo veya PCB'nin yüzeyine sıkı bir şekilde yapıştırılabilir, aralarındaki küçük boşlukları etkili bir şekilde doldurabilir ve böylece termal direnci azaltabilir.

İş yükünü azaltın

İş yükünü düşürerek IR2104 tarafından üretilen ısıyı da azaltabiliriz.Örneğin, sistem yüksek güç çıkışı gerektirmediğinde, IR2104'ün giriş voltajını azaltmayı düşünebiliriz.Giriş voltajının düşürülmesi, çipin dahili güç tüketimini doğrudan azaltabilir ve bu da ısı üretimini azaltır.Tabii ki, voltajı düşürürken, IR2104'ün hala düzgün çalıştığından ve sistemin performans gereksinimlerini karşıladığından emin olmalıyız.

Isı Lavabosu/Soğutma Sebzesi: Isı lavabosu veya soğutucu ısıyı dağıtmanın yaygın bir yoludur.IR2104'ün etrafına veya üstüne bir soğutucu takılarak, ısı yayma alanı etkili bir şekilde arttırılabilir, böylece çipin çalışma sıcaklığını azaltabilir.Isı batmasını tasarlarken, ısı yayma etkisinin optimal olmasını sağlamak için çipin çalışma akımını, ortam sıcaklığını ve diğer faktörlerini tam olarak dikkate almalıyız.

PCB düzenini optimize edin: PCB tasarımında, daha fazla ısı üreten diğer bileşenlerin neden olduğu IR2104 ile termal parazitten kaçınmak için, bu bileşenleri çipten uzaklaştırmalıyız.Power MOSFET'ler veya IGBT'ler gibi bileşenler de çalıştıklarında çok fazla ısı üretir ve IR2104'e çok yakınsa, ısıları çipe aktarılabilir, bu da çip sıcaklığında bir artışa neden olabilir.Bu nedenle, çipi döşerken, ısının çip üzerindeki etkisini en aza indirmek için daha fazla ısı üreten bu bileşenlerin IR2104'ten belirli bir mesafede tutulduğundan emin olmalıyız.

Ölü Bölge Sorunu

Yüksek yan ve düşük taraflı bir sürücü olarak IR2104, H-Bridge devrelerini sürmek için özel olarak tasarlanmıştır.H-köprü devrelerindeki ölü bölge problemini etkili bir şekilde çözebilir.İşte IR2104, H-Bridge Drive devrelerinde ölü bölge problemini çözmesinin bazı yolları:

Ölü Zaman Tazminatı: IR2104 Sürücüsü ölü bir zaman tazminat pimi sağlar.Bu pimin voltajını ayarlayarak, ölü zamanın tazminat miktarı ayarlanabilir.Ölü zaman telafisini artırarak veya azaltarak, üst düzey MOS ve düşük uçlu MOS arasındaki zaman farkı, ölü bölge problemini çözmek için ayarlanabilir.

Bipolar Sürücü: IR2104 sürücüsü, aynı anda üst düzey MOS ve düşük uçlu MOS'un açık ve kapanışını kontrol edebilir.Bu, ölü bölge problemlerinden kaçınmak için üst düzey MOS ve düşük uçlu MOS arasındaki zaman farkının doğru bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.

Gecikme Süresi Ayarı: IR2104 sürücüsü, gecikme süresini ayarlamak için özel bir PIN vardır.Pim üzerindeki kapasitans ve direnci ayarlayarak, üst düzey MOS ve düşük uçlu MOS arasındaki gecikme süresi ayarlanabilir.Gecikme süresinin arttırılması, üst düzey MOS ve düşük uçlu MOS'un aynı anda açılmamasını veya kapatılmamasını sağlayarak ölü bölge problemlerinin ortaya çıkmasından kaçınabilir.

Sık sorulan sorular [SSS]

Çeyrek.Neden MOSFET sürücülerine ihtiyacımız var?

Kapı sürücüleri MOSFET operasyonu için faydalıdır, çünkü MOSFET GATE'e verilen yüksek akımlı sürücü, MOSFET gücünün artmasına ve termal verimliliğe yol açan kapı açma/kapama aşamaları arasındaki geçiş süresini azaltır.

S2.IR2104'ün maksimum voltajı nedir?

Yüzen kanal, 10 ila 600 volt arasında çalışan yüksek yan konfigürasyonda bir n kanallı güç mOSFET veya IGBT'yi çalıştırmak için kullanılabilir.

S3.IR2104 ne için kullanılır?

IR2104, yüksek voltajlı, yüksek hızlı güç mosfet ve bağımlı yüksek ve düşük yan referanslı çıkış kanallarına sahip IGBT sürücüsüdür.Tescilli HVIC ve Mandal Bağışıklık CMOS Technologies sağlamlaştırılmış monolitik yapıyı mümkün kılar.Mantık girişi standart CMOS veya LSTTL çıkışları ile uyumludur.

S4.IR2101 ve IR2104 arasındaki fark nedir?

IR2104, bağımsız yüksek ve düşük yan referanslı çıkış kanallarına sahip yüksek voltajlı, yüksek hızlı güç mosfet ve IGBT sürücüsüdür.Buna karşılık, IR2101 yüksek ve alçak bir sürücüdür.IRS2104, IR2101'in yerini alan ve selefi ile pin-pin ile uyumlu yeni bir HVIC ürünüdür.