Ponuda BOM-a Elektronske komponente Driver IC Chip IR2103STRPBF

Atributi proizvoda

Dokumenti i mediji

Klasifikacije okoliša i izvoza

Gate Drivers

Gejt drajver je pojačalo snage koje prihvata ulaz male snage iz kontrolera IC i proizvodi visokostrujni pogonski ulaz za kapiju tranzistora velike snage kao što je IGBT ili energetski MOSFET.Drajveri za kapije se mogu obezbediti ili na čipu ili kao diskretni modul.U suštini, gejt drajver se sastoji od menjača nivoa u kombinaciji sa pojačalom.IC pokretača kapije služi kao interfejs između kontrolnih signala (digitalni ili analogni kontroleri) i prekidača za napajanje (IGBT, MOSFET, SiC MOSFET i GaN HEMT).Integrirano rješenje pokretača kapije smanjuje složenost dizajna, vrijeme razvoja, popis materijala (BOM) i prostor na ploči, dok istovremeno poboljšava pouzdanost u odnosu na diskretno implementirana rješenja za pogon kapije.

istorija

1989. godine, International Rectifier (IR) je predstavio prvi monolitni HVIC drajver za kapiju, tehnologija visokonaponskog integrisanog kola (HVIC) koristi patentirane i zaštićene monolitne strukture koje integrišu bipolarne, CMOS i lateralne DMOS uređaje sa naponom proboja iznad 700 V i 1400 V za radne offset napone od 600 V i 1200 V.[2]

Koristeći ovu HVIC tehnologiju mješovitog signala, mogu se implementirati i visokonaponska kola za promjenu nivoa i niskonaponska analogna i digitalna kola.Sa mogućnošću postavljanja visokonaponskih kola (u 'bunaru' formiranom od polisilikonskih prstenova), koji mogu 'plutati' 600 V ili 1200 V, na istom silicijumu daleko od ostatka niskonaponskih kola, na visokoj strani Power MOSFET-ovi ili IGBT-ovi postoje u mnogim popularnim off-line topologijama kola kao što su buck, sinhroni boost, polu-most, puni most i trofazni.HVIC gejt drajveri sa plutajućim prekidačima su pogodni za topologije koje zahtevaju konfiguraciju visoke strane, polu-most i trofazne konfiguracije.[3]

Svrha

Za razliku odbipolarni tranzistori, MOSFET-ovima nije potrebna konstantna ulazna snaga, sve dok nisu uključeni ili isključeni.Izolovana gejt elektroda MOSFET-a formira akondenzator(kondenzator kapije), koji se mora puniti ili prazniti svaki put kada se MOSFET uključi ili isključi.Kako je tranzistoru potreban određeni napon gejta da bi se uključio, kondenzator gejta mora biti napunjen najmanje na potreban napon gejta da bi se tranzistor uključio.Slično, da bi se tranzistor isključio, ovaj naboj se mora raspršiti, odnosno isprazniti gejt kondenzator.

Kada se tranzistor uključi ili isključi, on ne prelazi odmah iz neprovodnog u provodljivo stanje;i može privremeno podržavati i visok napon i provoditi veliku struju.Posljedično, kada se struja gejta primjenjuje na tranzistor kako bi se on prebacio, stvara se određena količina topline koja može, u nekim slučajevima, biti dovoljna da uništi tranzistor.Zbog toga je potrebno da vrijeme uključivanja bude što kraće, kako bi se svelo na minimumprekidački gubitak[de].Tipična vremena prebacivanja su u rasponu od mikrosekundi.Vrijeme prebacivanja tranzistora je obrnuto proporcionalno količinistrujakoristi se za punjenje kapije.Stoga su struje prebacivanja često potrebne u rasponu od nekoliko stotinamilliamperes, ili čak u rasponu odampera.Za tipične napone gejta od približno 10-15V, nekolikovatimože biti potrebna snaga za pokretanje prekidača.Kada se velike struje uključuju na visokim frekvencijama, nprDC-to-DC pretvaračiili velikielektrični motori, više tranzistora se ponekad isporučuju paralelno, kako bi se osigurale dovoljno velike struje prebacivanja i sklopne snage.

Preklopni signal za tranzistor se obično generira pomoću logičkog kola ili amikrokontroler, koji daje izlazni signal koji je obično ograničen na nekoliko miliampera struje.Posljedično, tranzistor koji je direktno pokretan takvim signalom bi se prebacivao vrlo sporo, s odgovarajućim velikim gubitkom snage.Tokom prebacivanja, gejt kondenzator tranzistora može povući struju tako brzo da izazove prekoračenje struje u logičkom kolu ili mikrokontroleru, uzrokujući pregrijavanje koje dovodi do trajnog oštećenja ili čak potpunog uništenja čipa.Da se to ne bi dogodilo, između izlaznog signala mikrokontrolera i tranzistora snage je osiguran drajver za kapiju.

Pumpe za punjenjese često koriste uH-mostoviu high side drajverima za gejt koji pokreće n-kanal visoke stranepower MOSFETsiIGBTs.Ovi uređaji se koriste zbog svojih dobrih performansi, ali im je potreban napon pogona vrata nekoliko volti iznad naponske šine.Kada središte polumosta padne na nisko, kondenzator se puni preko diode, a ovo punjenje se koristi za kasnije pokretanje kapije FET gejta na visokoj strani nekoliko volti iznad napona izvora ili emiterskog pina kako bi se uključio.Ova strategija dobro funkcioniše pod uslovom da se most redovno prebacuje i izbegava složenost potrebe za odvojenim napajanjem i dozvoljava da se efikasniji n-kanalni uređaji koriste za visoke i niske prekidače.