na 2024/08/29 586

IR2104 Kompleksowy przewodnik: Wysoki wydajność Half Bridge Sterowni

Katalog

IR2104 Opis

. IR2104 jest sterownikiem przyrodniego mostu, który akceptuje niską moc wejściową do wysyłania napędu o wysokiej prądu i dostarcza bramę tranzystora o dużej mocy, takiej jak MOSFET mocy.Dodatkowo sterownik bramki IR2104 może być używany jako zmiennokształtny poziom i wzmacniacz mocy.Kanały wyjściowe sterowników IGBT i MOSFET działają na odniesieniach o wysokiej i niskiej i niskiej stronie, podczas gdy wejścia logiczne działają na logice 3,3 V i są kompatybilne z wyjściami LSTTL i CMOS.Żadna z tych technologii nie podlega zastrzeżonym HVC i zatrzaskami, więc umożliwia konstrukcję monolityczną.

Obwód napędowy IR2104 składa się głównie z trzech części: stadium wejściowego, sterowania logicznego i stadium wyjściowego.Stopień wejściowy obejmuje izolator wejściowy i obwód filtra wejściowego w celu odizolowania sygnału sterowania i szumu zasilacza.Kontrola logiczna obejmuje etap wejściowy logiki i etap wyjściowy logiki, które służą do odbierania sygnałów sterowania i generowania sygnałów napędowych.Etap wyjściowy obejmuje stadia sterownika i zasilania do napędzania MOSFET lub IGBT.

Alternatywne modele:

• • IR2101S

• • IR2102S

• • IR2103

• • IR2103S

• • IR2104PBF

IR2104 Charakterystyka obwodu przyrodniego mostka

Szeroki zakres napięcia roboczego: IR2104 obsługuje szeroki zakres napięcia roboczego, od 10 V do 20 V, odpowiednie dla różnych potrzeb jazdy.

Wykrywanie prądu wewnętrznego: IR2104 ma wewnętrzną funkcję wykrywania prądu, która może mierzyć i sprzężenie zwrotne prąd mOSFET o niskim poziomie w celu osiągnięcia kontroli zamkniętej pętli.

Wysoka wydajność: IR2104 przyjmuje wysoce zintegrowaną konstrukcję, a obwód sterownika ma charakterystykę wysokiej wydajności i niskiego zużycia energii.Technologia pompy ładowania może zapewnić sygnały napędowe o wysokiej częstotliwości, umożliwiając MOSFET na szybkie przełączanie się i zmniejszenie utraty energii.

Funkcje ochrony: IR2104 ma różne funkcje ochrony, w tym ochronę nadmiernej temperatury, ochronę nadmiernej prądu i funkcje blokujące pod napięciem.Te funkcje ochrony mogą skutecznie chronić obwód i poprawić niezawodność systemu.

Możliwość jazdy wysokiej prądu: IR2104 integruje sterowniki o wysokiej stronie i niskiej strony z silnymi możliwościami jazdy.Może zapewnić wysokie prąd szczytowy i natychmiastowe możliwości robocze prądu i jest odpowiedni do zastosowań o dużej mocy.

IR2104 Zasada pracy kierowcy Half Mostka

Ten projekt sterownika jest stosunkowo łatwy do zrozumienia w oparciu o analizę logiki sygnału, ale aby osiągnąć dogłębne zrozumienie i lepsze zastosowanie, musimy przeprowadzić bardziej dogłębną analizę obwodu oraz przeprowadzić analizę i obliczenia teoretyczne, aby określić parametry niektórych niektórychSkładniki peryferyjne.Teraz przeprowadzamy prostą analizę struktury wewnętrznej.Po wybraniu układu sygnał wejściowy przechodzi przez strefę martwą lub obwód ochrony rozpadu, a następnie zostanie podzielony na dwa kanały i wysłany odpowiednio do górnych i dolnych zestawów obwodów CMOS.Wśród nich dolna ścieżka jest kontrolowana przez „0” do zachowania, a sygnał jest wysyłany bezpośrednio;Podczas gdy górna ścieżka jest włączona przez „1”, sygnał będzie najpierw kontrolowany przez etap bufora prądu wysokiego impulsu, aby zakończyć buforowanie sygnału i konwersję poziomu, a następnie wysłać Enter.

Gdy 0 jest początkowo napisane: Dolny górny tranzystor CMOS jest włączony, a LO jest podniesiony ze stanu pływającego do potencjału zasilania układu.Dlatego napięcie przewodzenia VCC jest generowane między LO i COM, powodując włączenie MO dolnego połowy mostu;W tym samym czasie górny dolny tranzystor CMO jest włączony, a HO i VS są zwarte, powodując wyłączenie górnego mostu na przyrodnie mostku.

Gdy 1 jest początkowo napisane: górny górny tranzystor CMO jest włączony i polegający na efekcie bootstrap kondensatora, napięcie przewodzenia VCC jest generowane między HO i VS, powodując włączenie MO górnego przyrodniego mącza;Podczas gdy niższy niższy tranzystor CMO jest włączony, LO i COM są zwarte, co powoduje wyłączenie MO dolnego połowy mostu.

Można zauważyć, że napięcie zasilania IR2104 musi być większe niż napięcie przewodzenia wybranej MOS lub rurki IGBT.Na przykład w obwodzie inteligentnego samochodu napięcie zasilania 12V stosowane przez IR2104 jest większe niż napięcie włączania LR7843, 4,5 V.Ta konstrukcja zapewnia normalne działanie sterownika i skutecznie zapobiega degradacji wydajności lub uszkodzeniu spowodowanego niewystarczającym napięciem.

Praktyczne zastosowanie IR2104

IR2104 ma szeroki zakres zastosowań w praktycznych zastosowaniach.Poniżej przedstawiono dwa typowe obwody aplikacji:

Obwód napędu pełnego mostu

Obwód sterownika pełnego mostu jest jednym z najczęstszych zastosowań IR2104.Zazwyczaj składa się z dwóch układów IR2104 i czterech mosfetów i cewek mocy.W tym obwodzie dwa IR2104 są odpowiedzialne za kontrolowanie przełączników MOSFET odpowiednio na górnych i dolnych stronach w celu przekształcenia zasilania prądu stałego na zasilanie prądu przemiennego.Przez dokładnie kontrolowanie cyklu prędkości przełączania i cyklu pracy MOSFET po obu stronach, może osiągnąć wydajną konwersję mocy i kontrolę wyjściową.Ten rodzaj obwodu napędu pełnego mostu jest często używany w konwersji mocy, falowniku i innych polach.

Obwód napędowy na przyrodnie mostek

Obwód napędu na pół mostu to kolejne ważne zastosowanie IR2104.Zwykle składa się z układu IR2104, mocy MOSFET i indukcyjnego.W tym obwodzie IR2104 jest odpowiedzialny za generowanie sygnału PWM i przekształcenie zasilania prądu stałego w zasilanie prądu przemiennego poprzez kontrolowanie przełączania MOSFET.IR2104 może kontrolować prędkość przełączania i cykl pracy MOSFET, aby osiągnąć precyzyjną kontrolę napięcia wyjściowego i prądu.Ten obwód napędowy na pół mostku jest szeroko stosowany w napędach silnikowych DC, falownikach i innych polach.

Zalecane warunki pracy IR2104

Schemat czasowy wejściowej lub wyjściowej jest pokazany na poniższym rysunku.Do prawidłowego działania urządzenie powinno być używane w zalecanych warunkach.Ocena VS przesunięcia jest testowana ze wszystkimi dostawami stronniczymi przy różnicy 15 V.

Jakie są miary rozpraszania ciepła dla IR2104?

Oto niektóre powszechne miary rozpraszania ciepła IR2104:

Stosowanie materiałów przewodzących termicznie

Możemy użyć materiałów przewodzących termicznie, takich jak przewodzący termicznie silikon lub arkusze przewodzące termiczne, między IR2104 a radiatorem lub PCB, aby znacznie poprawić wydajność przenoszenia ciepła i zmniejszyć opór cieplną, co znacznie zwiększając ogólny efekt rozpraszania ciepła.Silikon przewodzący termicznie, jako klej o wysokiej przewodności cieplnej, może być ściśle przylgnięcie do powierzchni IR2104 i radiatora lub płytki drukowanej, skutecznie wypełniając małe szczeliny między nimi, zmniejszając w ten sposób opór cieplny.

Zmniejsz obciążenie pracą

Możemy również zmniejszyć ciepło wytwarzane przez IR2104, obniżając jego obciążenie.Na przykład, gdy system nie wymaga wysokiej mocy wyjściowej, możemy rozważyć zmniejszenie napięcia wejściowego IR2104.Obniżenie napięcia wejściowego może bezpośrednio zmniejszyć wewnętrzne zużycie energii układu, co z kolei zmniejsza jego wytwarzanie ciepła.Oczywiście, obniżając napięcie, musimy upewnić się, że IR2104 nadal działa poprawnie i spełnia wymagania dotyczące wydajności systemu.

ZABAT/WŁADNIK: Zatrzmieć lub ciepło jest powszechnym sposobem na rozproszenie ciepła.Instalując ciepło wokół IR2104 lub powyżej, obszar rozpraszania ciepła można skutecznie zwiększyć, zmniejszając w ten sposób temperaturę roboczą układu.Podczas projektowania radiatora powinniśmy w pełni wziąć pod uwagę prąd roboczy, temperaturę otoczenia i inne czynniki, aby zapewnić optymalny efekt rozpraszania ciepła.

Zoptymalizuj układ PCB: w konstrukcji PCB, aby uniknąć zakłóceń termicznych z IR2104 spowodowanym przez inne komponenty, które generują więcej ciepła, powinniśmy umieścić te komponenty z dala od układu.Komponenty, takie jak MOSFETE lub IGBTS, również generują dużo ciepła podczas pracy, a jeśli są zbyt blisko IR2104, ich ciepło może zostać przeniesione do układu, co powoduje wzrost temperatury wiórów.Dlatego podczas układania układu powinniśmy upewnić się, że te elementy wytwarzające więcej ciepła są utrzymywane w określonej odległości od IR2104, aby zminimalizować wpływ ciepła na układ.

Problem strefy martwej

Jako sterownik o wysokiej stronie i niskiej strony, IR2104 jest specjalnie zaprojektowany do napędzania obwodów mostka.Może skutecznie rozwiązać problem strefy martwej w obwodach mostka H.Oto kilka sposobów, w jakie IR2104 rozwiązuje problem z martwą strefą w obwodach napędu mostkowego:

Rekompensata czasu martwego: sterownik IR2104 zapewnia pin detektaryczny.Regulując napięcie tego pinu, można ustawić ilość kompensacji czasu martwego.Zwiększając lub zmniejszając rekompensatę czasową martwą, różnicę czasową między MOS wysokiej klasy a MOS można dostosować w celu rozwiązania problemu strefy martwej.

Napęd dwubiegunowy: sterownik IR2104 może jednocześnie kontrolować włączoną i poza nim MOS MOS i niskiej klasy.Zapewnia to, że różnica czasu między MOS wysokiej klasy a MOS jest dokładnie kontrolowana, aby uniknąć problemów z martwą strefą.

Ustawienie czasu opóźnienia: sterownik IR2104 ma dedykowany kod PIN do ustawiania czasu opóźnienia.Regulując pojemność i opór na PIN, można ustawić czas opóźnienia między MOS i MOS niskiej klasy.Zwiększenie czasu opóźnienia może zapewnić, że wysokiej klasy MO i niski MOS nie zostaną włączone ani wyłączone, unikając w ten sposób wystąpienia problemów z martwą strefą.

Często zadawane pytania [FAQ]

Q1.Dlaczego potrzebujemy sterowników MOSFET?

Sterowniki bram są korzystne dla działania MOSFET, ponieważ napęd o wysokiej prądu dostarczany do bramki MOSFET zmniejsza czas przełączania między stadiami włączania/wyłączania bramki, co prowadzi do zwiększonej mocy MOSFET i wydajności cieplnej.

Q2.Jakie jest maksymalne napięcie IR2104?

Pływający kanał można użyć do napędzania MOSFET MOSFET lub IGBT w kanale N w konfiguracji bocznej, która działa od 10 do 600 woltów.

Q3.Do czego służy IR2104?

IR2104 jest wysokim napięciem, wysokiej prędkości MOSFET i sterownik IGBT z zależnymi kanałami wyjściowymi o wysokim i niskim poziomie.Zastrzeżone technologie CMOS HVIC i zatrzasków umożliwiają wytrzymałą konstrukcję monolityczną.Wejście logiczne jest kompatybilne ze standardowymi komputerami CMOS lub LSTTL.

Q4.Jaka jest różnica między IR2101 a IR2104?

IR2104 jest wysokim napięciem, szybkim napięciem MOSFET i IGBT z niezależnymi kanałami wyjściowymi o wysokim i niskim poziomie.Dla porównania, IR2101 jest kierowcą o wysokiej i niskiej stronie.IRS2104 to nowy produkt HVIC, który zastępuje IR2101 i jest kompatybilny ze swoim poprzednikiem.