на 2024/08/29 576

IR2104 Комплексное руководство: высокопроизводительные драйверы мостового моста

Каталог

IR2104 Описание

А IR2104 является драйвером полустака, который принимает низкий уровень мощности для вывода высокого тока привода и обеспечивает затвор транзистора с высокой мощностью, такого как мощный MOSFET.Кроме того, драйвер затвора IR2104 может использоваться в качестве уровня переключения и усилителя мощности.Выходные каналы драйверов IGBT и MOSFET работают на высоких и низких ссылках, в то время как логические входы работают на логике 3,3 В и совместимы с выходами LSTTL и CMOS.Ни одна из этих технологий не подлежит запатентованным HVC и защелкам, поэтому это обеспечивает монолитную конструкцию.

Схема привода IR2104 в основном состоит из трех частей: входной стадии, логического управления и выходной стадии.Входная стадия включает в себя входной изолятор и схему входного фильтра для выделения контрольного сигнала и шума питания.Логический элемент управления включает в себя логический входной стадию и логический выходной ступень, который используется для получения управляющих сигналов и генерации сигналов привода.Выходная стадия включает в себя драйвер и этапы питания для вождения МОСФЕЙ или IGBT.

Альтернативные модели:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103S

• IR2104PBF

IR2104 Характеристики цепи драйвера полустака

Широкий диапазон рабочего напряжения: IR2104 поддерживает широкий диапазон рабочих напряжений, от 10 В до 20 В, подходит для различных потребностей в вождении.

Обнаружение внутреннего тока: IR2104 имеет функцию обнаружения внутреннего тока, которая может измерить и обращать внимание на ток низкополосного MOSFET для достижения контроля с замкнутым контуром.

Высокая эффективность: IR2104 принимает высоко интегрированную конструкцию, а схема драйвера имеет характеристики высокой эффективности и низкого энергопотребления.Технология заряда насоса может обеспечить высокочастотные сигналы вождения, что позволяет быстро переключаться и сократить потерю энергии.

Функции защиты: IR2104 имеет различные функции защиты, в том числе чрезмерную защиту, защиту от тока и функции блокировки недостатка.Эти функции защиты могут эффективно защищать цепь и повысить надежность системы.

Высокие возможности вождения: IR2104 интегрирует драйверы с высокой и низкой стороной с сильными возможностями вождения.Он может обеспечить высокие пиковые и мгновенные возможности эксплуатации тока и подходит для мощных применений.

Ir2104

Этот дизайн драйвера относительно проста для понимания на основе анализа логики сигнала, но для достижения глубокого понимания и лучшего применения нам необходимо провести более глубокий анализ схемы и провести теоретический анализ и расчет, чтобы определить параметры некоторыхпериферические компоненты.Теперь мы проводим простой анализ внутренней структуры.Когда чип выбран, входной сигнал проходит через мертвую зону или цепь защиты от разрушения, а затем будет разделен на два канала и отправляется на верхние и нижние наборы CMOS Цепей соответственно.Среди них нижний путь контролируется «0» для поведения, и сигнал отправляется непосредственно;В то время как верхний путь включается «1», сигнал сначала будет контролироваться стадией буфера с высоким током импульса, чтобы завершить буферизацию сигнала и преобразование уровня, а затем отправить ENTER.

Когда первоначально написано 0: верхний транзистор нижних CMOS включен, и LO поднимается из плавающего состояния до потенциала питания чипа.Следовательно, VCC напряжения проводимости генерируется между LO и COM, что приводит к включению MOS нижнего моста нижней половины;В то же время, верхний нижний транзистор, нижний транзистор включен, и HO и VS являются короткометражными, что приводит к выключению верхнего полумочного моста.

Когда 1 изначально написан: верхний транзистор верхнего CMOS включается, и полагаясь на эффект начальной загрузки конденсатора, VCC-напряжение проводимости генерируется между HO и VS, что приводит к включению MOS верхнего полумочного мостика;В то время как нижний нижний транзистор CMOS включен, LO и COM являются короткометражными, что вызывает выключение MOS нижнего моста нижней половины.

Можно видеть, что напряжение питания IR2104 должно быть больше, чем напряжение проводимости выбранной трубки MOS или IGBT.Например, в схеме интеллектуального автомобиля напряжение питания 12V, используемое IR2104, больше, чем напряжение включения LR7843, 4,5 В.Эта конструкция обеспечивает нормальную работу драйвера и эффективно предотвращает снижение производительности или повреждение, вызванное недостаточным напряжением.

Практическое применение IR2104

IR2104 имеет широкий спектр применений в практических приложениях.Ниже приведены две типичные схемы применения:

Цепь привода полного моста

Цепь драйвера полного моста является одним из наиболее распространенных применений IR2104.Обычно он состоит из двух чипов IR2104 и четырех силовых мосфетов и индукторов.В этой схеме два IR2104 ответственны за управление переключателями MOSFET на верхней и нижней сторонах соответственно для преобразования питания DC в мощность переменного тока.Точно точно управляя скоростью переключения и рабочим циклом МОП -метеорологий с обеих сторон, он может достичь эффективного преобразования мощности и управления выходным сигналом.Этот вид цепи привода полного моста часто используется для преобразования питания, инвертора и других полей.

Схема привода полустака

Схема привода полустака является еще одним важным применением IR2104.Обычно он состоит из чипа IR2104, мощного мосфета и индуктора.В этой схеме IR2104 отвечает за генерацию сигнала ШИМ и преобразование питания постоянного тока в питание переменного тока путем управления переключением МОСФЕТА.IR2104 может управлять скоростью переключения и рабочего цикла МОСФЕТВ для достижения точного управления выходным напряжением и током.Эта схема привода полустака широко используется в двигательных приводах постоянного тока, инверторах и других полях.

Рекомендуемые условия эксплуатации IR2104

Входная или выходная логическая схема представлена ​​на следующем рисунке.Для правильной работы устройство должно использоваться в рекомендуемых условиях.Рейтинг смещения VS проверяется со всеми припасами, смещенными при дифференциале 15 В.

Каковы меры рассеяния тепла для IR2104?

Ниже приведены некоторые общие меры по рассеянию тепла: IR2104:

Использование теплопроводящих материалов

Мы можем использовать теплопроводящие материалы, такие как теплопроводящий силиконовый или теплопроводящий листы между IR2104 и радиатором или ПХБ, чтобы значительно повысить эффективность теплопередачи и снизить тепловое сопротивление, тем самым значительно усиливая общий эффект рассеяния тепловой диссипации.Термически проводящий силикон, в качестве клея с высокой теплопроводности, может быть плотно прилип к поверхности IR2104, а на радиаторе или печатной плате, эффективно заполняя небольшие зазоры между ними, тем самым снижая тепловое сопротивление.

Уменьшить рабочую нагрузку

Мы также можем уменьшить тепло, генерируемое IR2104, снизив его рабочую нагрузку.Например, когда система не требует высокой выходной мощности, мы можем рассмотреть возможность уменьшения входного напряжения IR2104.Снижение входного напряжения может напрямую уменьшить внутреннее энергопотребление чипа, что, в свою очередь, уменьшает его тепло.Конечно, при снижении напряжения мы должны убедиться, что IR2104 по -прежнему работает должным образом и соответствует требованиям к производительности системы.

Гэт -раковина/радиатор: радиатор или радиатор - это обычный способ рассеять тепло.Установив нанесение радиатора вокруг или выше IR2104, область рассеивания тепла может быть эффективно увеличена, что снижает рабочую температуру чипа.При проектировании радиатора мы должны полностью рассмотреть рабочее ток чипа, температуру окружающей среды и другие факторы, чтобы гарантировать, что эффект рассеивания тепла является оптимальным.

Оптимизируйте расположение печатной платы: в конструкции печатной платы, чтобы избежать тепловых помех с IR2104, вызванным другими компонентами, которые генерируют больше тепла, мы должны отложить эти компоненты от чипа.Такие компоненты, как мощные мосфуты или IGBT, также генерируют много тепла, когда они работают, и если они слишком близки к IR2104, их тепло может быть перенесено в чип, что приведет к повышению температуры чипа.Следовательно, при изложении чипа мы должны убедиться, что эти компоненты, которые генерируют больше тепла, сохраняются на определенном расстоянии от IR2104, чтобы минимизировать влияние тепла на чип.

Проблема мертвой зоны

В качестве водителя с высокой и низкой стороной IR2104 специально разработан для управления цепи H-мосты.Это может эффективно решить проблему мертвой зоны в схемах H-мосто.Вот некоторые способы, которыми IR2104 решает проблему мертвой зоны в схемах привода H-Bridge:

Компенсация Dead Time: IR2104 Driver обеспечивает компенсацию Dead Time.Регулируя напряжение этого штифта, может быть установлен сумма компенсации мертвого времени.Увеличивая или уменьшая компенсацию мертвого времени, разница во времени между высококлассными MOS и низким уровнем MOS может быть скорректирована, чтобы решить проблему мертвой зоны.

Биполярный привод: Драйвер IR2104 может одновременно контролировать включение и выключение высококлассных MOS и низкоуровневых MOS.Это гарантирует, что разница во времени между высококлассными МОС и низким уровнем МОС точно контролируется, чтобы избежать проблем мертвой зоны.

Настройка времени задержки: у драйвера IR2104 есть выделенный PIN -код для установки времени задержки.Регулируя емкость и сопротивление на штифте, может быть установлено время задержки между высококлассными МО и низкоуровневыми МО.Увеличение времени задержки может гарантировать, что высококлассные MOS и низкокачественные MOS не будут включены или выключены одновременно, что избегает возникновения проблем мертвой зоны.

Часто задаваемые вопросы [FAQ]

Q1Зачем нам водители MOSFET?

Водители затвора полезны для работы MOSFET, потому что привод высокого тока, предоставляемый для затвора MOSFET, уменьшает время переключения между этапами включения/выключения затвора, что приводит к повышению мощности МОСФЕТ и тепловой эффективности.

Q2.Какое максимальное напряжение IR2104?

Плавающий канал может использоваться для привлечения N-канального мощного MOSFET или IGBT в конфигурации с высокой стороной, которая работает от 10 до 600 вольт.

Q3Для чего используется IR2104?

IR2104 представляет собой высокий уровень мощности высокого напряжения, мощный мощный мощный мощный мощность и драйвер IGBT с зависимыми выходными каналами с высокой и низкой стороной.Собственные технологии HVIC и Latch Immune CMOS обеспечивают бурную монолитную конструкцию.Логический вход совместим со стандартными CMOS или LSTTL Out Put.

Q4В чем разница между IR2101 и IR2104?

IR2104-это высокоскоростной мощный мощный мощный мощный мощный мощность и драйвер IGBT с независимыми выходными каналами с высокой и низкой стороной.Для сравнения, IR2101 является высоким и низким боковым водителем.IRS2104-это новый продукт HVIC, который заменяет IR2101 и совместим с PIN-PIN с его предшественником.