на 2024/08/29 579

IR2104 Изчерпателно ръководство: Шофьори на половин мост с висока производителност

Каталог

IR2104 Описание

The IR2104 е драйвер за полумокра, който приема вход с ниска мощност за извеждане на висококачествено задвижване и доставя портата на транзистор с висока мощност, като мощност MOSFET.Освен това драйверът на портата IR2104 може да се използва като превключвател на ниво и усилвател на мощността.Изходните канали на драйверите на IGBT и MOSFET работят при референции с висока и ниска страна, докато логическите входове работят на 3.3V логика и са съвместими с LSTTL и CMOS изходи.Нито една от тези технологии не е обект на собствени HVC и ключалки, така че дава възможност за монолитна конструкция.

Задвижващата верига IR2104 се състои главно от три части: етап на вход, логическо управление и изход.Входният етап включва входен изолатор и верига на входен филтър за изолиране на контролния сигнал и шума от захранване.Логическото управление включва логически входния етап и етап на изхода на логиката, които се използват за получаване на контролни сигнали и генериране на сигнали за задвижване.Изходният етап включва етапи на драйвер и захранване за шофиране на MOSFET или IGBT.

Алтернативни модели:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103S

• IR2104PBF

Характеристики на веригата на шофьора IR2104

Широко работно напрежение диапазон: IR2104 поддържа широк диапазон на работно напрежение, от 10V до 20V, подходящ за различни нужди за шофиране.

Вътрешно откриване на тока: IR2104 има функция за откриване на вътрешен ток, която може да измери и обратна връзка на тока на MOSFET от нисък страни за постигане на контрол на затворен контур.

Висока ефективност: IR2104 приема силно интегриран дизайн, а веригата на водача има характеристиките на висока ефективност и ниска консумация на енергия.Технологията за зареждане на помпата може да осигури високочестотни сигнали за шофиране, което позволява на MOSFET да се превключат бързо и да намалят загубата на енергия.

Функции за защита: IR2104 има различни функции за защита, включително защита от свръх температура, защита от прекомерна защита и функции за блокиране на недостатъчно напрежение.Тези функции за защита могат ефективно да защитят веригата и да подобрят надеждността на системата.

Възможност за шофиране с висока ток: IR2104 интегрира драйвери с висока и ниска страна със силна способност за шофиране.Той може да осигури висок пиков ток и мигновени възможности за експлоатация на тока и е подходящ за приложения с висока мощност.

Принцип на работа на шофьора на полумоба IR2104

Този дизайн на драйвера е сравнително лесен за разбиране въз основа на анализа на сигналния логика, но за да постигнем задълбочено разбиране и по-добро приложение, трябва да извършим по-задълбочен анализ на веригата и да извършим теоретичен анализ и изчисление, за да определим параметрите на някоипериферни компоненти.Сега провеждаме прост анализ на вътрешната структура.Когато чипът е избран, входният сигнал ще премине през мъртвата зона или веригата за защита на разрушаването и след това ще бъде разделен на два канала и изпратен съответно към горния и долния комплект CMOS вериги.Сред тях долният път се контролира от "0" за провеждане и сигналът се изпраща директно;Докато горният път е включен от "1", сигналът първо ще бъде контролиран от етапа на буфер с висок импулсен ток, за да завърши буферирането на сигнала и преобразуването на нивото и след това ще изпрати Enter.

Когато първоначално е написано 0: Горният транзистор на долния CMOS е включен и LO се повдига от плаващото състояние до потенциала на захранването на чип.Следователно, VCC на проводимото напрежение се генерира между LO и COM, което води до включване на MOS на долната половина мост;В същото време долният транзистор на горния CMOS е включен, а HO и VS са късо съединени, което води до изключване на горния полу-мост.

Когато първоначално е написано: Горният транзистор на горния CMOS е включен и разчита на ефекта на кондензатора за зареждане, VCC на напрежението на проводимост се генерира между HO и VS, което води до включване на MOS на горния полу-мост;Докато долният CMOS долният транзистор е включен, LO и COM са късо съединени, което води до изключване на MOS на долната половина мост.

Вижда се, че напрежението на захранването на IR2104 трябва да бъде по -голямо от напрежението на проводимост на избраната MOS или IGBT тръба.Например, в веригата на интелигентния автомобил, напрежението на захранването 12V, използвано от IR2104, е по-голямо от напрежението на включване на LR7843, 4.5V.Този дизайн гарантира нормалната работа на водача и ефективно предотвратява влошаването или повредата на производителността, причинени от недостатъчно напрежение.

Практическо приложение на IR2104

IR2104 има широк спектър от приложения в практически приложения.По -долу са въведени две типични схеми на приложение:

Пълен мост задвижваща верига

Веригата на водача с пълен мост е едно от най-често срещаните приложения на IR2104.Обикновено се състои от два чипа IR2104 и четири мощни MOSFET и индуктори.В тази схема две IR2104 са отговорни за контролирането на превключвателите на MOSFETs от горната и долната страна съответно, за да преобразуват DC захранването в променлив ток.Чрез прецизно контролиране на скоростта на превключване и работен цикъл на MOSFET от двете страни, той може да постигне ефективно преобразуване на мощността и контрол на изхода.Този вид задвижваща верига с пълен мост често се използва при преобразуване на мощността, инвертор и други полета.

Половин мост задвижване

Задвижването на половин мост е друго важно приложение на IR2104.Обикновено се състои от чип IR2104, мощност MOSFET и индуктор.В тази схема IR2104 е отговорен за генерирането на PWM сигнала и преобразуването на DC захранването в променлив ток чрез контролиране на превключването на MOSFET.IR2104 може да контролира скоростта на превключване и работен цикъл на MOSFET, за да постигне прецизно управление на изходното напрежение и ток.Тази верига за задвижване на половин мост се използва широко в DC двигателни устройства, инвертори и други полета.

Препоръчителни работни условия на IR2104

Диаграмата на времето за вход или изходната логика е показана на следната фигура.За правилна работа устройството трябва да се използва в препоръчителните условия.Оценката на OFFSET VS се тества с всички доставки, предубедени при 15V диференциал.

Какви са мерките за разсейване на топлина за IR2104?

По -долу са някои често срещани мерки за разсейване на топлината IR2104:

Използване на термично проводими материали

Можем да използваме термично проводими материали, като термично проводими силиконови или термични проводими листове, между IR2104 и радиатора или PCB, за да подобрим значително ефективността на топлопредаването и да намалим топлинното съпротивление, като по този начин значително повишават общия ефект на разсейване на топлината.Термично проводимият силикон, като лепило с висока топлопроводимост, може да бъде плътно прилепен към повърхността на IR2104 и радиатора или PCB, като ефективно запълва малките пролуки между тях, като по този начин се намалява термичната устойчивост.

Намалете натоварването

Можем също да намалим топлината, генерирана от IR2104, като намалим натоварването му.Например, когато системата не изисква висока мощност, можем да помислим за намаляване на входното напрежение на IR2104.Понижаването на входното напрежение може директно да намали вътрешната консумация на енергия на чипа, което от своя страна намалява нейното генериране на топлина.Разбира се, докато понижаваме напрежението, трябва да се уверим, че IR2104 все още работи правилно и отговаря на изискванията за производителност на системата.

Топлинният мивка/радиатор: радиаторът или радиаторът е често срещан начин за разсейване на топлината.Чрез инсталирането на радиатор около или над IR2104, площта на разсейване на топлината може да бъде ефективно увеличена, като по този начин се намали работната температура на чипа.Когато проектираме радиатора, трябва напълно да вземем предвид работния ток на чипа, температурата на околната среда и други фактори, за да гарантираме, че ефектът на разсейване на топлината е оптимален.

Оптимизирайте оформлението на PCB: В дизайна на PCB, за да се избегне термична намеса с IR2104, причинена от други компоненти, които генерират повече топлина, трябва да поставим тези компоненти далеч от чипа.Компоненти като мощност MOSFET или IGBT също генерират много топлина, когато работят, и ако са твърде близо до IR2104, топлината им може да се прехвърли в чипа, което води до повишаване на температурата на чип.Следователно, когато полагаме чипа, трябва да сме сигурни, че тези компоненти, които генерират повече топлина, се държат на определено разстояние от IR2104, за да се сведе до минимум ефекта на топлината върху чипа.

Проблем с мъртвата зона

Като драйвер с висока и ниска страна, IR2104 е специално проектиран за задвижване на вериги H-Bridge.Той може ефективно да реши проблема с мъртвата зона в веригите H-Bridge.Ето някои начини, по които IR2104 решава проблема с мъртвата зона в задвижващите вериги H-Bridge:

Компенсация на мъртво време: Шофьорът на IR2104 осигурява ПИН за обезщетение за мъртво време.Чрез регулиране на напрежението на този щифт може да се зададе компенсационното количество от мъртвото време.Чрез увеличаване или намаляване на обезщетението за мъртво време, разликата във времето между MOS от висок клас и MOS от нисък клас може да се коригира за решаване на проблема с мъртвата зона.

Биполярно задвижване: Шофьорът на IR2104 може да контролира включването и изключването на MOS от висок клас и MOS от нисък клас едновременно.Това гарантира, че разликата във времето между MOS от висок клас и MOS от нисък клас е точно контролирана, за да се избегнат проблеми с мъртвата зона.

Настройка на времето за забавяне: Драйверът IR2104 има специален ПИН за задаване на времето за забавяне.Чрез регулиране на капацитета и съпротивлението на щифта може да се настрои времето за забавяне между MOS от висок клас и MOS от нисък клас.Увеличаването на времето за забавяне може да гарантира, че MOS от висок клас и MOS от нисък клас няма да бъдат включени или изключени едновременно, като по този начин се избягва появата на проблеми с мъртвата зона.

Често задавани въпроси [FAQ]

Q1.Защо се нуждаем от шофьори на MOSFET?

Шофьорите на портата са полезни за работата на MOSFET, тъй като високотоковото задвижване, осигурено на портата MOSFET, намалява времето за превключване между етапите на включване/изключване на портата, което води до повишена мощност на MOSFET и топлинна ефективност.

Q2.Какво е максималното напрежение на IR2104?

Плаващият канал може да се използва за задвижване на N-канална мощност MOSFET или IGBT във високата страна на конфигурацията, която работи от 10 до 600 волта.

Q3.За какво се използва IR2104?

IR2104 е високо напрежение, високоскоростна мощност MOSFET и IGBT драйвер с зависими канали за изходни и ниски странични референтни канали.Собствените HVIC и Latch Immune CMOS технологии позволяват грапавирана монолитна конструкция.Логическият вход е съвместим със стандартните CMOS или LSTTL-пута.

Q4.Каква е разликата между IR2101 и IR2104?

IR2104 е високо напрежение, високоскоростен мощен MOSFET и IGBT драйвер с независими канали за изходни и ниски странични референтни канали.За сравнение, IR2101 е висок и нисък страничен водач.IRS2104 е нов HVIC продукт, който замества IR2101 и е съвместим с PIN-PIN със своя предшественик.