บน 29/08/2024 583

IR2104 คู่มือที่ครอบคลุม: ไดรเวอร์สะพานครึ่งประสิทธิภาพสูง

แคตตาล็อก

คำอธิบาย ir2104

ที่ IR2104 เป็นไดรเวอร์สะพานครึ่งที่รับอินพุตพลังงานต่ำเพื่อส่งออกไดรฟ์กระแสสูงและจัดหาประตูของทรานซิสเตอร์พลังงานสูงเช่น MOSFET พลังงานนอกจากนี้ไดรเวอร์ IR2104 GATE สามารถใช้เป็นตัวเปลี่ยนระดับและแอมพลิฟายเออร์พลังงานช่องสัญญาณเอาท์พุทของไดรเวอร์ IGBT และ MOSFET ทำงานในการอ้างอิงด้านข้างและต่ำในขณะที่อินพุตตรรกะทำงานบนตรรกะ 3.3V และเข้ากันได้กับเอาต์พุต LSTTL และ CMOSไม่มีเทคโนโลยีเหล่านี้อยู่ภายใต้ HVCs และ latches ที่เป็นกรรมสิทธิ์ดังนั้นจึงช่วยให้เกิดการก่อสร้างเสาหิน

วงจรไดรฟ์ IR2104 ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน: ขั้นตอนอินพุต, การควบคุมตรรกะและขั้นตอนการส่งออกขั้นตอนอินพุตรวมถึงตัวแยกอินพุตและวงจรตัวกรองอินพุตเพื่อแยกสัญญาณควบคุมและเสียงรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟการควบคุมตรรกะรวมถึงขั้นตอนอินพุตลอจิกและขั้นตอนเอาต์พุตลอจิกซึ่งใช้เพื่อรับสัญญาณควบคุมและสร้างสัญญาณไดรฟ์ขั้นตอนการส่งออกรวมถึงขั้นตอนไดรเวอร์และพลังงานสำหรับการขับขี่ MOSFET หรือ IGBTS

แบบจำลองทางเลือก:

- IR2101S

- IR2102S

- IR2103

- IR2103S

- ir2104pbf

IR2104 คุณสมบัติวงจรไดรเวอร์ครึ่งสะพาน

ช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง: IR2104 รองรับช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้างตั้งแต่ 10V ถึง 20V เหมาะสำหรับความต้องการในการขับขี่ที่แตกต่างกัน

การตรวจจับกระแสภายใน: IR2104 มีฟังก์ชั่นการตรวจจับกระแสภายในที่สามารถวัดและตอบกลับกระแสของ MOSFET ด้านต่ำเพื่อให้ได้การควบคุมแบบวงปิด

ประสิทธิภาพสูง: IR2104 ใช้การออกแบบแบบบูรณาการสูงและวงจรไดรเวอร์มีลักษณะของประสิทธิภาพสูงและการใช้พลังงานต่ำเทคโนโลยีการชาร์จปั๊มสามารถให้สัญญาณการขับขี่ที่มีความถี่สูงทำให้ MOSFETs สามารถสลับได้อย่างรวดเร็วและลดการสูญเสียพลังงาน

ฟังก์ชั่นการป้องกัน: IR2104 มีฟังก์ชั่นการป้องกันที่หลากหลายรวมถึงการป้องกันอุณหภูมิมากเกินไปการป้องกันที่มากเกินไปและฟังก์ชั่นการล็อคแรงดันต่ำฟังก์ชั่นการป้องกันเหล่านี้สามารถปกป้องวงจรได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ

ความสามารถในการขับขี่ในปัจจุบันสูง: IR2104 รวมไดรเวอร์ด้านข้างและต่ำเข้ากับความสามารถในการขับขี่ที่แข็งแกร่งมันสามารถให้ความสามารถในการดำเนินงานปัจจุบันและกระแสไฟฟ้าที่มีความสามารถในปัจจุบันและเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูง

IR2104 หลักการทำงานของคนขับครึ่งสะพาน

การออกแบบไดรเวอร์นี้ค่อนข้างเข้าใจง่ายขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ตรรกะของสัญญาณ แต่เพื่อให้บรรลุความเข้าใจในเชิงลึกและการใช้งานที่ดีกว่าเราจำเป็นต้องทำการวิเคราะห์เชิงลึกมากขึ้นของวงจรและทำการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีและการคำนวณเพื่อกำหนดพารามิเตอร์ของบางอย่างส่วนประกอบอุปกรณ์ต่อพ่วงตอนนี้เราทำการวิเคราะห์โครงสร้างภายในอย่างง่ายเมื่อเลือกชิปสัญญาณอินพุตจะผ่านโซนตายหรือวงจรป้องกันการแยกย่อยแล้วแบ่งออกเป็นสองช่องและส่งไปยังชุด CMOS ชุดบนและล่างตามลำดับในหมู่พวกเขาเส้นทางที่ต่ำกว่าจะถูกควบคุมโดย "0" เพื่อดำเนินการและสัญญาณจะถูกส่งโดยตรง;ในขณะที่เส้นทางด้านบนถูกเปิดใช้งานโดย "1" สัญญาณจะถูกควบคุมโดยขั้นตอนบัฟเฟอร์พัลส์กระแสสูงเพื่อให้การบัฟเฟอร์สัญญาณและการแปลงระดับเสร็จสมบูรณ์จากนั้นส่ง Enter

เมื่อ 0 ถูกเขียนขึ้นในขั้นต้น: ทรานซิสเตอร์ด้านบน CMOS ที่ต่ำกว่าจะเปิดขึ้นและ LO จะถูกยกขึ้นจากสถานะลอยตัวไปยังศักยภาพของแหล่งจ่ายไฟชิปดังนั้นแรงดันไฟฟ้านำ VCC ถูกสร้างขึ้นระหว่าง LO และ COM ทำให้ MOS ของสะพานครึ่งล่างเปิดอยู่ในเวลาเดียวกันทรานซิสเตอร์ที่ต่ำกว่า CMOs ด้านบนจะเปิดอยู่และ HO และ VS นั้นลัดวงจรทำให้ MOS สะพานครึ่งบนจะถูกปิด

เมื่อ 1 ถูกเขียนขึ้นในขั้นต้น: Transistor ส่วนบนของ CMOS ตอนบนจะเปิดขึ้นและอาศัยเอฟเฟกต์ bootstrap ตัวเก็บประจุแรงดันไฟฟ้านำไฟฟ้า VCC จะถูกสร้างขึ้นระหว่าง HO และ VS ทำให้ MOS ของสะพานครึ่งบนที่จะเปิด;ในขณะที่ทรานซิสเตอร์ที่ต่ำกว่า CMOs ต่ำเปิดอยู่ LO และ COM นั้นลัดวงจรทำให้ MOS ของสะพานครึ่งล่างถูกปิด

จะเห็นได้ว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟของ IR2104 จะต้องมากกว่าแรงดันไฟฟ้านำของหลอด MOS หรือ IGBT ที่เลือกตัวอย่างเช่นในวงจรสมาร์ทคาร์แรงดันไฟฟ้า 12V ที่ใช้โดย IR2104 นั้นสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าเทิร์นออนของ LR7843, 4.5Vการออกแบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานปกติของผู้ขับขี่และป้องกันการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพหรือความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอ

การใช้งานจริงของ IR2104

IR2104 มีการใช้งานที่หลากหลายในการใช้งานจริงสองวงจรแอปพลิเคชันทั่วไปมีการแนะนำด้านล่าง:

วงจรไดรฟ์เต็มสะพาน

วงจรไดรเวอร์ Full-Bridge เป็นหนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่พบบ่อยที่สุดของ IR2104มันมักจะประกอบด้วยชิป IR2104 สองตัวและ MOSFET และตัวเหนี่ยวนำสี่ตัวในวงจรนี้ IR2104 สองตัวมีหน้าที่ควบคุมสวิตช์ของ MOSFETs ที่ด้านบนและด้านล่างตามลำดับเพื่อแปลงพลังงาน DC เป็นพลังงาน ACด้วยการควบคุมความเร็วในการสลับและรอบการทำงานของ MOSFETs ทั้งสองด้านอย่างแม่นยำสามารถบรรลุการแปลงพลังงานและการควบคุมเอาท์พุทได้อย่างมีประสิทธิภาพวงจรไดรฟ์แบบเต็มสะพานชนิดนี้มักจะใช้ในการแปลงพลังงานอินเวอร์เตอร์และฟิลด์อื่น ๆ

วงจรไดรฟ์ครึ่งสะพาน

วงจรไดรฟ์ครึ่งสะพานเป็นอีกหนึ่งแอปพลิเคชั่นที่สำคัญของ IR2104มันมักจะประกอบด้วยชิป IR2104, MOSFET พลังงานและตัวเหนี่ยวนำในวงจรนี้ IR2104 มีหน้าที่สร้างสัญญาณ PWM และแปลงพลังงาน DC เป็นพลังงาน AC โดยการควบคุมการสลับของ MOSFETIR2104 สามารถควบคุมความเร็วในการสลับและรอบการทำงานของ MOSFETs เพื่อให้ได้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่แม่นยำวงจรไดรฟ์ครึ่งสะพานนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในไดรฟ์มอเตอร์ DC อินเวอร์เตอร์และฟิลด์อื่น ๆ

เงื่อนไขการดำเนินงานที่แนะนำของ IR2104

แผนภาพการกำหนดเวลาอินพุตหรือเอาต์พุตลอจิกจะแสดงในรูปต่อไปนี้สำหรับการทำงานที่เหมาะสมอุปกรณ์ควรใช้ภายในเงื่อนไขที่แนะนำการจัดอันดับการชดเชย VS ได้รับการทดสอบกับอุปกรณ์ทั้งหมดที่มีอคติที่ 15V

มาตรการการกระจายความร้อนสำหรับ IR2104 คืออะไร?

ต่อไปนี้เป็นมาตรการกระจายความร้อน IR2104 ทั่วไป:

การใช้วัสดุนำไฟฟ้าด้วยความร้อน

เราสามารถใช้วัสดุนำไฟฟ้าด้วยความร้อนเช่นซิลิโคนนำไฟฟ้าหรือแผ่นนำไฟฟ้าความร้อนระหว่าง IR2104 และฮีทซิงค์หรือ PCB เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการถ่ายเทความร้อนอย่างมีนัยสำคัญและลดความต้านทานต่อความร้อนซิลิโคนนำไฟฟ้าด้วยความร้อนซึ่งเป็นกาวที่มีค่าการนำความร้อนสูงสามารถยึดติดกับพื้นผิวของ IR2104 และ Sink Heat Sink หรือ PCB ได้อย่างแน่นหนาเติมช่องว่างขนาดเล็กระหว่างพวกเขาอย่างมีประสิทธิภาพ

ลดปริมาณงาน

นอกจากนี้เรายังสามารถลดความร้อนที่เกิดจาก IR2104 โดยการลดภาระงานตัวอย่างเช่นเมื่อระบบไม่ต้องการเอาต์พุตพลังงานสูงเราสามารถพิจารณาลดแรงดันไฟฟ้าอินพุตของ IR2104การลดแรงดันไฟฟ้าอินพุตสามารถลดการใช้พลังงานภายในของชิปโดยตรงซึ่งจะช่วยลดการสร้างความร้อนแน่นอนในขณะที่ลดแรงดันไฟฟ้าเราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่า IR2104 ยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องและตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของระบบ

Sink Sink/Heatsink: Sink Sink หรือ Heatsink เป็นวิธีทั่วไปในการกระจายความร้อนด้วยการติดตั้งฮีทซิงค์รอบหรือสูงกว่า IR2104 พื้นที่การกระจายความร้อนสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยลดอุณหภูมิการทำงานของชิปเมื่อออกแบบอ่างล้างจานความร้อนเราควรพิจารณากระแสการทำงานของชิปอุณหภูมิโดยรอบและปัจจัยอื่น ๆ อย่างเต็มที่เพื่อให้แน่ใจว่าเอฟเฟกต์การกระจายความร้อนนั้นเหมาะสมที่สุด

เพิ่มประสิทธิภาพเค้าโครง PCB: ในการออกแบบ PCB เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนด้วยความร้อนด้วย IR2104 ที่เกิดจากส่วนประกอบอื่น ๆ ที่สร้างความร้อนมากขึ้นเราควรวางส่วนประกอบเหล่านี้ออกจากชิปส่วนประกอบต่าง ๆ เช่น MOSFET Power หรือ IGBTS ยังสร้างความร้อนได้มากมายเมื่อทำงานและหากพวกเขาอยู่ใกล้กับ IR2104 มากเกินไปความร้อนของพวกเขาอาจถูกถ่ายโอนไปยังชิปส่งผลให้อุณหภูมิชิปเพิ่มขึ้นดังนั้นเมื่อวางชิปเราควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบเหล่านี้ที่สร้างความร้อนจะถูกเก็บไว้ในระยะที่แน่นอนจาก IR2104 เพื่อลดผลกระทบของความร้อนบนชิป

ปัญหาโซนตาย

ในฐานะไดรเวอร์ด้านข้างและต่ำ IR2104 ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อขับเคลื่อนวงจร H-Bridgeมันสามารถแก้ปัญหาโซนตายได้อย่างมีประสิทธิภาพในวงจร H-Bridgeนี่คือวิธีการบางอย่าง IR2104 แก้ปัญหา Dead Zone ใน H-Bridge Drive Circuits:

การชดเชยเวลาตาย: ไดรเวอร์ IR2104 ให้พินชดเชยเวลาตายโดยการปรับแรงดันไฟฟ้าของพินนี้จำนวนเงินชดเชยของเวลาตายสามารถตั้งค่าได้โดยการเพิ่มหรือลดค่าชดเชยเวลาตายความแตกต่างของเวลาระหว่าง MOS ระดับสูงและ MOS ต่ำสุดสามารถปรับได้เพื่อแก้ปัญหาโซนตาย

ไดรฟ์สองขั้ว: ไดรเวอร์ IR2104 สามารถควบคุมการเปิดและปิดของ MOS ระดับสูงและ MOS ต่ำสุดในเวลาเดียวกันสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าความแตกต่างของเวลาระหว่าง MOS ระดับสูงและ MOS ต่ำสุดนั้นถูกควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาโซนที่ตายแล้ว

การตั้งค่าเวลาหน่วง: ไดรเวอร์ IR2104 มีพินเฉพาะสำหรับการตั้งค่าเวลาหน่วงโดยการปรับความจุและความต้านทานบนพินเวลาหน่วงเวลาระหว่าง MOS ระดับไฮเอนด์และ MOS ต่ำสุดสามารถตั้งค่าได้การเพิ่มเวลาหน่วงสามารถมั่นใจได้ว่า MOS ระดับสูงและ MOS ต่ำสุดจะไม่เปิดหรือปิดในเวลาเดียวกันดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการเกิดปัญหาเขตตาย

คำถามที่พบบ่อย [คำถามที่พบบ่อย]

Q1.ทำไมเราถึงต้องการไดรเวอร์ MOSFET?

ไดรเวอร์ GATE นั้นเป็นประโยชน์ต่อการทำงานของ MOSFET เนื่องจากไดรฟ์ปัจจุบันที่มีอยู่ในเกต MOSFET จะลดเวลาการสลับระหว่างขั้นตอนเปิด/ปิดประตูซึ่งนำไปสู่การเพิ่มพลังงาน MOSFET และประสิทธิภาพความร้อน

Q2.แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของ IR2104 คืออะไร?

ช่องลอยตัวสามารถใช้ในการขับเคลื่อน N-Channel Power MOSFET หรือ IGBT ในการกำหนดค่าด้านสูงซึ่งทำงานจาก 10 ถึง 600 โวลต์

Q3.IR2104 ใช้ทำอะไร?

IR2104 เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงและมีกำลังไฟสูง MOSFET และไดรเวอร์ IGBT ที่มีช่องสัญญาณเอาต์พุตที่อ้างอิงสูงและด้านต่ำขึ้นอยู่กับHVIC ที่เป็นกรรมสิทธิ์และล็อคเทคโนโลยีภูมิคุ้มกัน CMOS เปิดใช้งานการก่อสร้างเสาหินที่ทนทานอินพุตลอจิกเข้ากันได้กับ CMOS มาตรฐานหรือ LSTTL out-puts

Q4.IR2101 และ IR2104 แตกต่างกันอย่างไร

IR2104 เป็นแรงดันไฟฟ้าแรงสูงความเร็วสูง MOSFET และไดรเวอร์ IGBT ที่มีช่องสัญญาณเอาท์พุทที่อ้างอิงสูงและต่ำอิสระในการเปรียบเทียบ IR2101 เป็นคนขับด้านข้างสูงและต่ำIRS2104 เป็นผลิตภัณฑ์ HVIC ใหม่ที่แทนที่ IR2101 และเป็น PIN-to-Pin ที่เข้ากันได้กับรุ่นก่อน