BOM Quotation Controlador de compoñentes electrónicos Chip IC IR2103STRPBF

Atributos do produto

Documentos e medios

Clasificacións ambientais e de exportación

Controladores de portas

Un controlador de porta é un amplificador de potencia que acepta unha entrada de baixa potencia dun controlador IC e produce unha entrada de unidade de alta corrente para a porta dun transistor de alta potencia, como un IGBT ou un MOSFET de potencia.Os controladores de porta pódense proporcionar en chip ou como módulo discreto.En esencia, un controlador de porta consiste nun cambiador de nivel en combinación cun amplificador.Un IC controlador de porta serve como interface entre os sinais de control (controladores dixitais ou analóxicos) e os interruptores de alimentación (IGBT, MOSFET, MOSFET SiC e HEMT GaN).Unha solución de controlador de porta integrada reduce a complexidade do deseño, o tempo de desenvolvemento, a lista de materiais (BOM) e o espazo na placa á vez que mellora a fiabilidade fronte ás solucións de unidade de porta implementadas de forma discreta.

Historia

En 1989, International Rectifier (IR) presentou o primeiro produto de controlador de porta HVIC monolítico, a tecnoloxía de circuíto integrado de alta tensión (HVIC) utiliza estruturas monolíticas patentadas e patentadas que integran dispositivos bipolares, CMOS e DMOS laterais con voltaxes de ruptura superiores a 700 V e 1400. V para tensións de compensación de funcionamento de 600 V e 1200 V.[2]

Usando esta tecnoloxía HVIC de sinal mixto, pódense implementar tanto circuítos de cambio de nivel de alta tensión como circuítos analóxicos e dixitais de baixa tensión.Coa capacidade de colocar circuítos de alta tensión (nun 'pozo' formado por aneis de polisilicio), que poden 'flotar' 600 V ou 1200 V, no mesmo silicio lonxe do resto dos circuítos de baixa tensión, lado alto. Os MOSFET ou IGBT de potencia existen en moitas topoloxías populares de circuítos fóra de liña, como buck, boost síncrono, media ponte, ponte completa e trifásica.Os controladores de porta HVIC con interruptores flotantes son moi axeitados para topoloxías que requiren configuracións de lado alto, media ponte e trifásica.[3]

Finalidade

En contraste contransistores bipolares, Os MOSFET non requiren unha entrada de enerxía constante, sempre que non estean acendidos ou apagados.O electrodo de porta illado do MOSFET forma acapacitor(condensador de porta), que debe cargarse ou descargarse cada vez que se acende ou se apaga o MOSFET.Como un transistor require unha tensión de porta particular para acenderse, o capacitor de porta debe cargarse polo menos ata a tensión de porta necesaria para que o transistor se acende.Do mesmo xeito, para apagar o transistor, esta carga debe ser disipada, é dicir, o capacitor de porta debe estar descargado.

Cando un transistor está conectado ou apagado, non pasa inmediatamente dun estado non condutor a un condutor;e pode soportar transitoriamente tanto unha alta tensión como conducir unha alta corrente.En consecuencia, cando se aplica a corrente de porta a un transistor para que este cambie, xérase unha certa cantidade de calor que, nalgúns casos, pode ser suficiente para destruír o transistor.Polo tanto, é necesario manter o tempo de conmutación o máis curto posible, para minimizarperda de conmutación[de].Os tempos de conmutación típicos están no rango de microsegundos.O tempo de conmutación dun transistor é inversamente proporcional á cantidade deactualusado para cargar a porta.Polo tanto, moitas veces son necesarias correntes de conmutación no rango de varios centosmiliamperios, ou mesmo no rango deamperes.Para tensións de porta típicas de aproximadamente 10-15 V, variosvatiosPode ser necesaria a potencia para accionar o interruptor.Cando se conmutan grandes correntes a altas frecuencias, por exemplo, inConversores DC a DCou grandemotores eléctricos, ás veces se proporcionan varios transistores en paralelo, para proporcionar correntes de conmutación e potencia de conmutación suficientemente altas.

O sinal de conmutación para un transistor é xeralmente xerado por un circuíto lóxico ou amicrocontrolador, que proporciona un sinal de saída que normalmente está limitado a uns poucos miliamperios de corrente.En consecuencia, un transistor que é accionado directamente por tal sinal cambiaría moi lentamente, coa correspondente perda de potencia elevada.Durante a conmutación, o capacitor de porta do transistor pode extraer corrente tan rápido que provoca un exceso de corrente no circuíto lóxico ou microcontrolador, provocando un sobreenriquecido que provoca danos permanentes ou mesmo a destrución completa do chip.Para evitar que isto suceda, un controlador de porta está provisto entre o sinal de saída do microcontrolador e o transistor de potencia.

Bombas de cargaúsanse a miúdo enH-Pontesen controladores do lado alto para a porta que conduce a canle n do lado altoMOSFET de potenciaeIGBTs.Estes dispositivos utilízanse polo seu bo rendemento, pero requiren unha tensión de accionamento de porta uns poucos voltios por riba do carril de alimentación.Cando o centro dunha media ponte baixa, o capacitor cárgase mediante un diodo, e esta carga úsase para posteriormente conducir a porta da porta FET do lado alto uns poucos voltios por riba da tensión da fonte ou do pin emisor para acendela.Esta estratexia funciona ben sempre que a ponte se conmute regularmente e evite a complexidade de ter que executar unha fonte de alimentación separada e permite que os dispositivos de canle n máis eficientes se utilicen tanto para interruptores altos como baixos.