BOM Kuotimi i komponentëve elektronikë të drejtuesit të çipit IC IR2103STRPBF

Atributet e produktit

Dokumentet & Media

Klasifikimet e Mjedisit dhe Eksportit

Drejtuesit e portës

Drejtuesi i portës është një përforcues i fuqisë që pranon një hyrje me fuqi të ulët nga një IC kontrollues dhe prodhon një hyrje me rrymë të lartë për portën e një tranzistori me fuqi të lartë si një IGBT ose MOSFET me fuqi.Drejtuesit e portës mund të sigurohen ose në çip ose si një modul diskret.Në thelb, një drejtues i portës përbëhet nga një ndërrues niveli në kombinim me një përforcues.Një IC drejtues i portës shërben si ndërfaqe ndërmjet sinjaleve të kontrollit (kontrollues dixhital ose analog) dhe çelsave të energjisë (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET dhe GaN HEMT).Një zgjidhje e integruar e drejtuesit të portës zvogëlon kompleksitetin e projektimit, kohën e zhvillimit, faturën e materialeve (BOM) dhe hapësirën e tabelës, ndërkohë që përmirëson besueshmërinë ndaj zgjidhjeve të instaluara në mënyrë diskrete.

Historia

Në vitin 1989, International Rectifier (IR) prezantoi produktin e parë monolit të drejtuesit të portës HVIC, teknologjia e qarkut të integruar të tensionit të lartë (HVIC) përdor struktura monolite të patentuara dhe të pronarit që integrojnë pajisjet DMOS bipolare, CMOS dhe anësore me tension prishjeje mbi 7000 V dhe 11 V për operimin e tensioneve offset prej 600 V dhe 1200 V.[2]

Duke përdorur këtë teknologji HVIC me sinjal të përzier, mund të zbatohen si qarqet e zhvendosjes së nivelit të tensionit të lartë ashtu edhe qarqet analoge dhe dixhitale me tension të ulët.Me aftësinë për të vendosur qark të tensionit të lartë (në një 'pus' të formuar nga unaza polisilikoni), që mund të 'lundrojë' 600 V ose 1200 V, në të njëjtin silikon larg nga pjesa tjetër e qarkut të tensionit të ulët, në anën e lartë MOSFET-et e fuqisë ose IGBT ekzistojnë në shumë topologji të njohura të qarkut jashtë linje, si p.sh. buck, nxitje sinkron, gjysmë urë, urë të plotë dhe trefazore.Drejtuesit e portës HVIC me ndërprerës lundrues janë të përshtatshëm për topologjitë që kërkojnë konfigurime me anë të larta, gjysmë urë dhe trefazore.[3]

Qëllimi

Në ndryshim ngatransistorë bipolarë, MOSFET-ët nuk kërkojnë hyrje të vazhdueshme të energjisë, për sa kohë që nuk janë duke u ndezur ose fikur.Porta-elektroda e izoluar e MOSFET-it formon akondensator(kondensator i portës), i cili duhet të ngarkohet ose shkarkohet sa herë që MOSFET ndizet ose fiket.Meqenëse një tranzistor kërkon një tension të veçantë të portës për t'u ndezur, kondensatori i portës duhet të ngarkohet të paktën në tensionin e kërkuar të portës që transistori të ndizet.Në mënyrë të ngjashme, për të fikur transistorin, kjo ngarkesë duhet të shpërndahet, dmth duhet të shkarkohet kondensatori i portës.

Kur një transistor ndizet ose fiket, ai nuk kalon menjëherë nga një gjendje jopërçuese në një gjendje përcjellëse;dhe mund të mbështesë përkohësisht një tension të lartë dhe të përcjellë një rrymë të lartë.Rrjedhimisht, kur rryma e portës aplikohet në një tranzistor për ta bërë atë të ndërrojë, gjenerohet një sasi e caktuar nxehtësie e cila, në disa raste, mund të jetë e mjaftueshme për të shkatërruar transistorin.Prandaj, është e nevojshme që koha e ndërrimit të mbahet sa më e shkurtër, në mënyrë që të minimizohethumbja e ndërrimit[de].Kohët tipike të ndërrimit janë në intervalin e mikrosekondave.Koha e ndërrimit të një transistori është në përpjesëtim të zhdrejtë me sasinë eaktualepërdoret për të ngarkuar portën.Prandaj, rrymat e kalimit shpesh kërkohen në rangun prej disa qindramiliamper, apo edhe në rangun eamperët.Për tensionet tipike të portës prej afërsisht 10-15 V, disavatfuqia mund të kërkohet për të drejtuar çelësin.Kur rryma të mëdha ndërrohen në frekuenca të larta, p.shKonvertuesit DC-në-DCose të mëdhamotorët elektrikë, disa transistorë ofrohen ndonjëherë paralelisht, në mënyrë që të sigurojnë rryma komutuese mjaftueshëm të larta dhe fuqi komutuese.

Sinjali komutues për një tranzistor zakonisht gjenerohet nga një qark logjik ose amikrokontrollues, i cili siguron një sinjal dalës që zakonisht është i kufizuar në disa miliamper të rrymës.Rrjedhimisht, një transistor i cili drejtohet drejtpërdrejt nga një sinjal i tillë do të kalojë shumë ngadalë, me humbje përkatësisht të lartë të fuqisë.Gjatë ndërrimit, kondensatori i portës së tranzitorit mund të tërheqë rrymë aq shpejt sa të shkaktojë një mbitërheqje të rrymës në qarkun logjik ose mikrokontrollues, duke shkaktuar mbinxehje që çon në dëmtim të përhershëm apo edhe në shkatërrim të plotë të çipit.Për të parandaluar që kjo të ndodhë, një drejtues i portës sigurohet midis sinjalit të daljes së mikrokontrolluesit dhe tranzistorit të energjisë.

Pompat e karikimitpërdoren shpesh nëH-Uratnë drejtuesit e anës së lartë për drejtimin e portës së kanalit n të anës së lartëMOSFET me fuqidheIGBT-të.Këto pajisje përdoren për shkak të performancës së tyre të mirë, por kërkojnë një tension të drejtimit të portës disa volt mbi hekurudhën e energjisë.Kur qendra e gjysmë urës zvogëlohet, kondensatori ngarkohet nëpërmjet një diode dhe kjo ngarkesë përdoret për të drejtuar më vonë portën e portës FET të anës së lartë disa volt mbi tensionin e burimit ose të kunjit të emetuesit, në mënyrë që të ndizet.Kjo strategji funksionon mirë me kusht që ura të ndërrohet rregullisht dhe të shmangë kompleksitetin e përdorimit të një furnizimi të veçantë me energji elektrike dhe lejon që pajisjet më efikase të kanaleve n të përdoren si për çelësat e lartë ashtu edhe për ato të ulëta.