на 2024/08/29 582

IR2104 Вичерпний посібник: Драйвери з високою продуктивністю половини мосту

Каталог

IR2104 Опис

З IR2104 є драйвером напівмостового, який приймає низький вхід потужності для виведення приводу високого струму та постачає ворота транзистора високої потужності, такого як потужність Mosfet.Крім того, драйвер воріт IR2104 може бути використаний як перемикач рівня та підсилювач живлення.Вихідні канали драйверів IGBT та MOSFET працюють на посилань на високу та низьку сторону, тоді як логічні входи працюють на логіці 3.3 В і сумісні з виходами LSTTL та CMOS.Жоден із цих технологій не підлягає власним HVC та засувках, тому це дозволяє монолітувати конструкцію.

Дискатна схема IR2104 в основному складається з трьох частин: етап введення, логічне управління та вихідний етап.Етап вводу включає вхідний ізоатор та вхідну схему фільтра для ізоляції керування сигналами та шумом живлення.Логічне управління включає логічний етап введення та етап логічного виходу, який використовується для отримання сигналів управління та генерування сигналів приводу.Етап виходу включає етапи драйверів та живлення для водіння MOSFET або IGBT.

Альтернативні моделі:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103

• IR2104PBF

IR2104 Характеристики ланцюга драйвера напівмостулів

Широкий діапазон робочої напруги: IR2104 підтримує широкий діапазон робочої напруги, від 10 В до 20 В, що підходить для різних потреб водіння.

Виявлення внутрішнього струму: IR2104 має функцію виявлення внутрішнього струму, яка може вимірювати та зворотній зв'язок струму низької мосфета для досягнення контролю замкнутої циклу.

Висока ефективність: IR2104 приймає високо інтегровану конструкцію, а ланцюг драйверів має характеристики високої ефективності та низького споживання електроенергії.Технологія зарядного насоса може забезпечити високочастотні сигнали водіння, що дозволяє MOSFET швидко перемикатися та зменшувати втрати енергії.

Функції захисту: IR2104 має різноманітні функції захисту, включаючи захист над температурою, захист від надмірного потоку та функції блокування недостатньої напруги.Ці функції захисту можуть ефективно захистити схему та підвищити надійність системи.

Висока поточна здатність водіння: IR2104 інтегрує водії з високою та низькою стороною з сильною здатністю водіння.Він може забезпечити високий піковий струм та миттєвий струм робочих можливостей і підходить для застосувань з високою потужністю.

IR2104 Принцип роботи драйвера напівмоста

Цей дизайн драйвера порівняно легко зрозуміти на основі логічного аналізу сигналу, але для досягнення поглибленого розуміння та кращого застосування нам потрібно провести більш поглиблений аналіз схеми та провести теоретичний аналіз та обчислення для визначення параметрів деякихпериферійні компоненти.Тепер ми проводимо простий аналіз внутрішньої структури.Коли чіп буде обраний, вхідний сигнал пройде через мертву зону або ланцюг захисту відбиття, а потім буде поділений на два канали та відправлений у верхню та нижню набори схем CMOS відповідно.Серед них нижній шлях контролюється "0" для проведення, а сигнал надсилається безпосередньо;У той час як верхній шлях увімкнено "1", сигнал спочатку буде керувати високою стадією буфера імпульсу для завершення буферизації сигналу та перетворення рівня, а потім відправте введення.

Коли 0 спочатку написано: нижній верхній транзистор CMOS увімкнено, і LO піднімається з плаваючого стану до потенціалу живлення мікросхеми.Тому напруга провідності VCC генерується між LO і COM, внаслідок чого MOS нижньої половини мосту увімкнено;У той же час, верхній транзистор верхнього CMOS увімкнено, а HO і VS короткі замикаються, внаслідок чого верхній напівмостовий Мос вимкнувся.

Коли спочатку написано 1: Верхній верхній транзистор CMOS увімкнено, і покладається на ефект завантажувального конденсатора, напруга провідності VCC генерується між HO та VS, що спричиняє вмикання MOS верхньої половини мозку;У той час як нижній транзистор Нижній CMOS увімкнено, LO і COM короткі замикаються, внаслідок чого МО вимкнено MOS нижньої половини мосту.

Видно, що напруга живлення IR2104 повинна бути більшою, ніж напруга провідності вибраної трубки MOS або IGBT.Наприклад, у ланцюзі Smart Car напруга живлення 12В, яка використовується IR2104, більша, ніж напруга LR7843, 4,5 В.Ця конструкція забезпечує нормальну роботу водія та ефективно запобігає зниженню продуктивності або пошкодженню, спричиненій недостатньою напругою.

Практичне застосування IR2104

IR2104 має широкий спектр використання в практичних додатках.Два типові схеми застосування представлені нижче:

Дискат на повному мостозі

Схема драйверів повного мостового-одне з найпоширеніших застосувань IR2104.Зазвичай він складається з двох мікросхем IR2104 та чотирьох потужних мосфетів та індукторів.У цій схемі два IR2104 відповідають за управління вимикачами MOSFET у верхній та нижній сторонах відповідно для перетворення потужності постійного струму в потужність змінного струму.Точно контролюючи швидкість перемикання та робочий цикл MOSFET з обох сторін, він може досягти ефективного перетворення потужності та контролю виходу.Цей вид приводу на повній мостозі часто використовується в перетворенні живлення, інвертора та інших полях.

Літер приводу напівмоста

Дискат на напівмостот-це ще одне важливе застосування IR2104.Зазвичай він складається з мікросхеми IR2104, потужного мосфета та індуктора.У цій схемі IR2104 відповідає за генерування сигналу ШІМ та перетворення потужності постійного струму в потужність змінного струму, керуючи перемиканням MOSFET.IR2104 може контролювати швидкість перемикання та робочий цикл MOSFET для досягнення точного контролю вихідної напруги та струму.Цей привід напівмостового приводу широко використовується в двигунах постійного струму, інверторів та інших полях.

Рекомендовані умови експлуатації IR2104

Діаграма введення або виводу логічного часу показана на наступному малюнку.Для належної роботи пристрій слід використовувати в рекомендованих умовах.Рейтинг зміщення VS перевіряється з усіма приладдями упереджено при диференціалі 15 В.

Які заходи розсіювання тепла для IR2104?

Нижче наведені деякі поширені заходи розсіювання тепла IR2104:

Використання термічно електропровідних матеріалів

Ми можемо використовувати термічно електропровідні матеріали, такі як термічно електропровідні силіконові або теплопровідні аркуші, між IR2104 та Heatsink або PCB, щоб значно підвищити ефективність передачі тепла та знизити тепловий опір, тим самим значно підвищуючи загальний ефект дисипації тепла.Термічно електропровідний силікон, як клей з високою теплопровідністю, може бути щільно приклеєний до поверхні IR2104 та тепловіддачі або друкованої плати, ефективно заповнюючи невеликі зазори між ними, тим самим знижуючи тепловий опір.

Зменшити навантаження

Ми також можемо зменшити тепло, що утворюється IR2104, знизивши його навантаження.Наприклад, коли система не потребує високої потужності, ми можемо розглянути можливість зменшення вхідної напруги IR2104.Зниження вхідної напруги може безпосередньо знизити внутрішнє споживання мікросхеми, що, в свою чергу, зменшує його генерацію тепла.Звичайно, під час зниження напруги ми повинні переконатися, що IR2104 все ще працює належним чином і відповідає вимогам продуктивності системи.

Теплово -мийка/Тепловий час: Теплово -мийка або Теплова сторона - це звичайний спосіб розсіювання тепла.Встановлюючи теплову службу навколо або вище IR2104, область розсіювання тепла може бути ефективно збільшена, тим самим знижуючи робочу температуру мікросхеми.При проектуванні тепловідводу ми повинні повністю розглянути експлуатаційний струм, температуру навколишнього середовища та інші фактори, щоб переконатися, що ефект розсіювання тепла є оптимальним.

Оптимізуйте макет друкованої плати: в дизайні друкованої плати, щоб уникнути теплового перешкоди з IR2104, спричиненим іншими компонентами, які генерують більше тепла, ми повинні розмістити ці компоненти подалі від мікросхеми.Такі компоненти, як Power Mosfets або IGBTS, також генерують багато тепла, коли вони працюють, і якщо вони занадто близькі до IR2104, їх тепло може бути перенесене на мікросхему, що призводить до підвищення температури мікросхеми.Тому, закладаючи мікросхему, ми повинні переконатися, що ці компоненти, які генерують більше тепла, зберігаються на певній відстані від IR2104, щоб мінімізувати вплив тепла на мікросхему.

Проблема мертвої зони

Як водій з високою та низькою стороною, IR2104 спеціально розроблений для керування ланцюгами H-мозків.Він може ефективно вирішити проблему мертвої зони в H-модних схемах.Ось декілька способів IR2104 вирішує проблему мертвої зони в приводних схемах H-Bridge:

Компенсація мертвого часу: IR2104 Водій забезпечує шпильку з компенсації мертвого часу.Відрегулюючи напругу цього PIN -коду, можна встановити компенсаційну кількість мертвого часу.Збільшуючи або зменшуючи компенсацію мертвої часу, різниця у часі між висококласним МО та низьким класом MOS може бути відрегульована для вирішення проблеми мертвої зони.

Біполярний привід: драйвер IR2104 може одночасно контролювати та вимикати MOS високого класу та низького класу MOS.Це гарантує, що різниця в часі між висококласним МО та низьким класом MOS точно контролюється, щоб уникнути проблем з мертвою зоною.

Налаштування часу затримки: драйвер IR2104 має виділений штифт для встановлення часу затримки.Регулюючи ємність та опір на штифті, можна встановити час затримки між висококласним МО та низьким класом MOS.Збільшення часу затримки може гарантувати, що висококласний МО та МО низького класу не будуть вмикатися або вимкнутись одночасно, тим самим уникаючи виникнення проблем з мертвою зоною.

Часті запитання [FAQ]

Q1.Навіщо нам потрібні водії MOSFET?

Драйвери воріт корисні для роботи MOSFET, оскільки привід високого струму, що надається воріт MOSFET, зменшує час перемикання між етапами вмикання/вимкнення воріт, що призводить до підвищення потужності MOSFET та теплової ефективності.

Q2.Яка максимальна напруга IR2104?

Плаваючий канал можна використовувати для керування N-канальним живленням MOSFET або IGBT у високій бічній конфігурації, яка працює від 10 до 600 вольт.

Q3.Для чого використовується IR2104?

IR2104 - це висока напруга, високошвидкісна потужність MOSFET та драйвер IGBT з залежними вихідними каналами високої та низької сторони.Власні технології CMOS HVIC та засувки CMOS дозволяють надійної монолітної конструкції.Логічний вхід сумісний із стандартними CMOS або LSTTL Out-Puts.

Q4.Яка різниця між IR2101 та IR2104?

IR2104-це висока напруга, високошвидкісна потужність MOSFET та драйвер IGBT з незалежними вихідними каналами з високою та низькою стороною.Для порівняння, IR2101 - це високий і низький бічний водій.IRS2104-це новий продукт HVIC, який замінює IR2101 і є шпилькою, сумісним з його попередником.