pe 2024/08/29 577

IR2104 Ghid cuprinzător: Drivere de înaltă performanță de înaltă performanță

Catalog

IR2104 Descriere

IR2104 este un driver cu jumătate de pondere care acceptă o intrare de putere redusă pentru a ieși o unitate de curent ridicat și furnizează poarta unui tranzistor de mare putere, cum ar fi un MOSFET Power.În plus, driverul de poartă IR2104 poate fi utilizat ca amplificator de nivel de nivel și de putere.Canalele de ieșire ale driverelor IGBT și MOSFET funcționează pe referințe pe partea înaltă și pe partea scăzută, în timp ce intrările logice funcționează pe logica 3.3V și sunt compatibile cu ieșirile LSTTL și CMOS.Niciuna dintre aceste tehnologii nu este supusă HVC -urilor și zăvoarelor proprii, astfel încât permite construcția monolitică.

Circuitul de acționare IR2104 este compus în principal din trei părți: etapa de intrare, controlul logic și etapa de ieșire.Etapa de intrare include un izolator de intrare și un circuit de filtru de intrare pentru a izola semnalul de control și zgomotul de alimentare.Controlul logic include o etapă de intrare logică și o etapă de ieșire logică, care sunt utilizate pentru a primi semnale de control și pentru a genera semnale de acționare.Etapa de ieșire include etapele de șofer și electricitate pentru conducerea MOSFET -urilor sau IGBT -urilor.

Modele alternative:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103S

• IR2104PBF

IR2104 Caracteristicile circuitului șoferului pe jumătate de pondere

Gama largă de tensiune de funcționare: IR2104 acceptă o gamă largă de tensiune de funcționare, de la 10V la 20V, potrivită pentru diferite nevoi de conducere.

Detectarea curentului intern: IR2104 are o funcție de detectare a curentului intern care poate măsura și feedback curentul MOSFET cu partea mică pentru a obține un control cu ​​buclă închisă.

Eficiență ridicată: IR2104 adoptă un design extrem de integrat, iar circuitul șoferului are caracteristicile consumului ridicat de eficiență și energie redusă.Tehnologia pompei de încărcare poate oferi semnale de conducere de înaltă frecvență, permițând MOSFET-urilor să schimbe rapid și să reducă pierderea de energie.

Funcții de protecție: IR2104 are o varietate de funcții de protecție, incluzând protecția supra-temperaturii, protecția supra-curentului și funcțiile de blocare sub tensiune.Aceste funcții de protecție pot proteja eficient circuitul și pot îmbunătăți fiabilitatea sistemului.

Capacitate ridicată de conducere curentă: IR2104 integrează șoferii de înaltă parte și cu partea mică, cu o capacitate de conducere puternică.Poate oferi capacități de funcționare cu curent de vârf ridicat și instantaneu și este potrivit pentru aplicații de mare putere.

IR2104 Principiul de funcționare a șoferului pe jumătate de pondere

Acest design al șoferului este relativ ușor de înțeles pe baza analizei logicii semnalului, dar pentru a obține o înțelegere aprofundată și o aplicare mai bună, trebuie să efectuăm o analiză mai aprofundată a circuitului și să efectuăm analize teoretice și calcul pentru a determina parametrii unoraComponente periferice.Acum, efectuăm o analiză simplă a structurii interne.Când este selectat cipul, semnalul de intrare va trece prin zona moartă sau prin circuitul de protecție a defalcării, apoi va fi împărțit în două canale și trimis la seturile superioare și inferioare ale circuitelor CMOS.Printre ele, calea inferioară este controlată de „0” pentru a conduce, iar semnalul este trimis direct;În timp ce calea superioară este pornită de „1”, semnalul va fi mai întâi controlat de etapa de tampon a curentului de impuls mare pentru a completa tamponarea semnalului și conversia nivelului, apoi trimite Enter.

Când 0 este scris inițial: tranzistorul superior al CMOS inferior este pornit, iar Lo este ridicat de la starea flotantă la potențialul de alimentare cu cip.Prin urmare, tensiunea de conducere VCC este generată între LO și COM, determinând pornirea MOS a jumătății inferioare a podului;În același timp, tranzistorul inferior al CMOS superior este pornit, iar HO și VS sunt de scurtcircuitate, ceea ce determină oprirea MO-urilor superioare a jumătății de punte.

Când 1 este scris inițial: tranzistorul superior al CMOS superior este pornit și bazându-se pe efectul de bootstrap condensator, tensiunea de conducere VCC este generată între Ho și VS, determinând pornirea MOS a jumătății superioare a podului;În timp ce tranzistorul inferior al CMOS este pornit, LO și COM sunt scurtcircuite, ceea ce face ca MOS-ul jumătății inferioare să fie oprit.

Se poate observa că tensiunea de alimentare a IR2104 trebuie să fie mai mare decât tensiunea de conducere a tubului MOS sau IGBT selectat.De exemplu, în circuitul auto inteligent, tensiunea de alimentare de 12V utilizată de IR2104 este mai mare decât tensiunea de pornire a LR7843, 4.5V.Acest proiect asigură funcționarea normală a șoferului și previne eficient degradarea performanței sau deteriorarea cauzată de o tensiune insuficientă.

Aplicarea practică a IR2104

IR2104 are o gamă largă de utilizări în aplicații practice.Două circuite tipice de aplicație sunt introduse mai jos:

Circuit de acționare cu punte completă

Circuitul de șofer cu punte completă este una dintre cele mai frecvente aplicații ale IR2104.De obicei, este format din două jetoane IR2104 și patru MOSFET -uri și inductori de putere.În acest circuit, două IR2104 sunt responsabile de controlul întrerupătorilor MOSFET -urilor pe părțile superioare și, respectiv, inferioare, pentru a converti puterea DC în puterea de curent alternativ.Prin controlul precis al vitezei de comutare și al ciclului de serviciu al MOSFET -urilor de pe ambele părți, poate obține o conversie eficientă a puterii și controlul ieșirii.Acest tip de circuit de acționare cu punte completă este adesea utilizat în conversia puterii, invertorul și alte câmpuri.

Circuit de acționare pe jumătate de pod

Circuitul de acționare la jumătate de punte este o altă aplicație importantă a IR2104.De obicei, este format dintr -un cip IR2104, un MOSFET de putere și un inductor.În acest circuit, IR2104 este responsabil pentru generarea semnalului PWM și transformarea puterii DC în curent alternativ prin controlul comutării MOSFET.IR2104 poate controla viteza de comutare și ciclul de serviciu al MOSFET -urilor pentru a obține un control precis al tensiunii și curentului de ieșire.Acest circuit de acționare pe jumătate de punte este utilizat pe scară largă în unități de motor DC, invertoare și alte câmpuri.

Condiții de operare recomandate de IR2104

Diagrama de sincronizare a logicii de intrare sau de ieșire este prezentată în figura următoare.Pentru o funcționare corectă, dispozitivul trebuie utilizat în condițiile recomandate.Evaluarea VS Offset este testată cu toate consumabilele părtinitoare la diferențial de 15V.

Care sunt măsurile de disipare a căldurii pentru IR2104?

Următoarele sunt câteva măsuri comune de disipare a căldurii IR2104:

Utilizarea materialelor conductoare termic

Putem folosi materiale conductive termic, cum ar fi siliconul conductor termic sau foi conductoare termice, între IR2104 și HADSINK sau PCB, pentru a îmbunătăți semnificativ eficiența transferului de căldură și a reduce rezistența termică, îmbunătățind astfel mult efectul general de disipare a căldurii.Siliconul conductor termic, ca adeziv cu conductivitate termică ridicată, poate fi aderentă strâns la suprafața IR2104 și a chiuvetei de căldură sau a PCB, umplând efectiv micile lacune între ele, reducând astfel rezistența termică.

Reduce volumul de muncă

De asemenea, putem reduce căldura generată de IR2104 prin scăderea volumului său de muncă.De exemplu, atunci când sistemul nu necesită o putere mare de putere, putem lua în considerare reducerea tensiunii de intrare a IR2104.Reducerea tensiunii de intrare poate reduce direct consumul intern de energie al cipului, ceea ce la rândul său reduce generarea de căldură.Desigur, în timp ce coborâm tensiunea, trebuie să ne asigurăm că IR2104 funcționează în continuare corect și îndeplinește cerințele de performanță ale sistemului.

Chiuvetă de căldură/foc: chiuvetă de căldură sau căldură este o modalitate obișnuită de a disipa căldura.Prin instalarea unei linii de căldură în jurul sau deasupra IR2104, zona de disipare a căldurii poate fi crescută eficient, reducând astfel temperatura de funcționare a cipului.Atunci când proiectăm radiatorul de căldură, ar trebui să luăm în considerare pe deplin curentul de funcționare al cipului, temperatura ambiantă și alți factori pentru a ne asigura că efectul de disipare a căldurii este optim.

Optimizați aspectul PCB: în proiectarea PCB, pentru a evita interferența termică cu IR2104 cauzată de alte componente care generează mai multă căldură, ar trebui să punem aceste componente departe de cip.Componente precum MOSFET -uri de putere sau IGBT -uri generează, de asemenea, multă căldură atunci când lucrează, iar dacă sunt prea aproape de IR2104, căldura lor poate fi transferată pe cip, ceea ce duce la o creștere a temperaturii cipului.Prin urmare, atunci când stabilim cipul, ar trebui să ne asigurăm că aceste componente care generează mai multă căldură sunt păstrate la o anumită distanță de IR2104 pentru a minimiza efectul căldurii asupra cipului.

Problema zonei moarte

Ca șofer de înaltă și lateral, IR2104 este special conceput pentru a conduce circuitele H-Bridge.Poate rezolva eficient problema zonei moarte în circuitele cu punte H.Iată câteva modalități prin care IR2104 rezolvă problema zonei moarte în circuitele de acționare a b-bridge:

Compensare a timpului mort: Driverul IR2104 oferă un pin de compensare a timpului mort.Prin reglarea tensiunii acestui pin, poate fi setată cantitatea de compensare a timpului mort.Prin creșterea sau scăderea compensării timpului mort, diferența de timp între MO-urile de înaltă calitate și MO-urile joase poate fi ajustată pentru a rezolva problema zonei moarte.

Drive bipolar: Driverul IR2104 poate controla și în același timp pornirea și MO-urile de înaltă performanță și MO-urile joase.Acest lucru asigură că diferența de timp dintre MO-urile de înaltă calitate și MO-urile de înaltă calitate este controlată cu exactitate pentru a evita problemele din zona moartă.

Setarea timpului de întârziere: Driverul IR2104 are un PIN dedicat pentru setarea timpului de întârziere.Prin reglarea capacitanței și rezistenței pe știft, poate fi setat timpul de întârziere dintre MO-urile de înaltă calitate și MO-urile de low-end.Creșterea timpului de întârziere poate asigura că MO-urile de înaltă calitate și MO-urile de nivel scăzut nu vor fi activate sau dezactivate în același timp, evitând astfel apariția problemelor din zona moartă.

Întrebări frecvente [FAQ]

Q1.De ce avem nevoie de șoferi MOSFET?

Driverele de poartă sunt benefice pentru funcționarea MOSFET, deoarece unitatea de curent ridicat furnizată la poarta MOSFET scade timpul de comutare între etapele porții de pornire/oprire, ceea ce duce la creșterea puterii MOSFET și a eficienței termice.

Q2.Care este tensiunea maximă a IR2104?

Canalul plutitor poate fi utilizat pentru a conduce un MOSFET sau IGBT cu canal N în configurația de înaltă parte, care funcționează de la 10 la 600 volți.

Q3.Pentru ce se folosește IR2104?

IR2104 este o tensiune de mare tensiune, de mare viteză MOSFET și Driver IGBT, cu canale de ieșire dependente de înaltă și joasă.Tehnologiile proprii HVIC și Latch Imun CMOS permit construcția monolitică robustizată.Intrarea logică este compatibilă cu CMOS standard sau LSTTL Out-Puts.

Q4.Care este diferența dintre IR2101 și IR2104?

IR2104 este un MOSFET de înaltă tensiune, de mare viteză MOSFET și Driver IGBT, cu canale de ieșire independente înalte și joase.În comparație, IR2101 este un șofer de înaltă și joasă.IRS2104 este un nou produs HVIC care înlocuiește IR2101 și este compatibil cu pin-pin cu predecesorul său.