pada 2024/08/29 585

Panduan Komprehensif IR2104: Pemandu Jambatan Half Prestasi Tinggi

Katalog

Penerangan IR2104

The IR2104 adalah pemandu setengah jambatan yang menerima input kuasa yang rendah untuk mengeluarkan pemacu semasa yang tinggi dan membekalkan pintu transistor kuasa tinggi seperti MOSFET kuasa.Di samping itu, pemacu pintu IR2104 boleh digunakan sebagai penguat tahap dan penguat kuasa.Saluran output pemandu IGBT dan MOSFET beroperasi pada rujukan sisi tinggi dan rendah, manakala input logik beroperasi pada logik 3.3V dan serasi dengan output LSTTL dan CMOS.Tiada teknologi ini tertakluk kepada HVC dan selak proprietari, jadi ia membolehkan pembinaan monolitik.

Litar pemacu IR2104 terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: peringkat input, kawalan logik dan peringkat output.Tahap input termasuk isolator input dan litar penapis input untuk mengasingkan isyarat kawalan dan bunyi bekalan kuasa.Kawalan logik termasuk peringkat input logik dan peringkat output logik, yang digunakan untuk menerima isyarat kawalan dan menjana isyarat pemacu.Tahap output termasuk pemacu dan tahap kuasa untuk memandu MOSFET atau IGBT.

Model alternatif:

• IR2101S

• IR2102S

• IR2103

• IR2103S

• IR2104PBF

Ciri-ciri Litar Pemandu Half-Bridge IR2104

Pelbagai voltan operasi: IR2104 menyokong pelbagai voltan operasi yang luas, dari 10V hingga 20V, sesuai untuk keperluan memandu yang berbeza.

Pengesanan semasa dalaman: IR2104 mempunyai fungsi pengesanan semasa dalaman yang dapat mengukur dan memberi maklum balas arus MOSFET bahagian rendah untuk mencapai kawalan gelung tertutup.

Kecekapan Tinggi: IR2104 mengamalkan reka bentuk yang sangat bersepadu, dan litar pemandu mempunyai ciri -ciri kecekapan tinggi dan penggunaan kuasa yang rendah.Teknologi pam caj boleh memberikan isyarat memandu frekuensi tinggi, yang membolehkan MOSFET beralih dengan cepat dan mengurangkan kehilangan tenaga.

Fungsi Perlindungan: IR2104 mempunyai pelbagai fungsi perlindungan, termasuk perlindungan suhu yang lebih tinggi, perlindungan yang lebih besar dan fungsi lockout di bawah voltan.Fungsi perlindungan ini secara berkesan dapat melindungi litar dan meningkatkan kebolehpercayaan sistem.

Keupayaan memandu semasa yang tinggi: IR2104 mengintegrasikan pemacu sisi tinggi dan rendah dengan keupayaan memandu yang kuat.Ia boleh menyediakan kemampuan operasi semasa semasa dan seketika yang tinggi dan sesuai untuk aplikasi kuasa tinggi.

IR2104 Prinsip Kerja Pemandu Half-Bridge

Reka bentuk pemandu ini agak mudah difahami berdasarkan analisis logik isyarat, tetapi untuk mencapai pemahaman yang mendalam dan aplikasi yang lebih baik, kita perlu menjalankan analisis yang lebih mendalam mengenai litar dan melakukan analisis dan pengiraan teoritis untuk menentukan parameter beberapaKomponen periferal.Sekarang, kami menjalankan analisis mudah struktur dalaman.Apabila cip dipilih, isyarat input akan melalui zon mati atau litar perlindungan kerosakan, dan kemudian dibahagikan kepada dua saluran dan dihantar ke set atas dan bawah litar CMOS masing -masing.Antaranya, jalan yang lebih rendah dikawal oleh "0" untuk menjalankan, dan isyarat dihantar secara langsung;Walaupun laluan atas dihidupkan oleh "1", isyarat akan terlebih dahulu dikawal oleh tahap penampan semasa nadi yang tinggi untuk menyelesaikan penebangan isyarat dan penukaran tahap, dan kemudian hantar Enter.

Apabila 0 pada mulanya ditulis: Transistor atas CMOS yang lebih rendah dihidupkan, dan LO dinaikkan dari keadaan terapung ke potensi bekalan kuasa cip.Oleh itu, voltan pengaliran VCC dijana antara LO dan COM, menyebabkan MOS jambatan separuh bawah dihidupkan;Pada masa yang sama, transistor bawah CMOS atas dihidupkan, dan HO dan VS adalah litar pintas, menyebabkan MO-jambatan separuh atas dimatikan.

Apabila 1 ditulis pada mulanya: transistor atas CMOS atas dihidupkan, dan bergantung pada kesan kapasitor bootstrap, voltan pengaliran VCC dihasilkan di antara HO dan VS, menyebabkan MOS jambatan separuh atas dihidupkan;Walaupun CMOS yang lebih rendah transistor bawah dihidupkan, LO dan COM adalah litar pintas, menyebabkan MOS jambatan separuh bawah dimatikan.

Ia dapat dilihat bahawa voltan bekalan kuasa IR2104 mestilah lebih besar daripada voltan pengaliran MOS atau tiub IGBT yang dipilih.Sebagai contoh, dalam litar kereta pintar, voltan bekalan kuasa 12V yang digunakan oleh IR2104 adalah lebih besar daripada voltan giliran LR7843, 4.5V.Reka bentuk ini memastikan operasi normal pemandu dan berkesan menghalang kemerosotan prestasi atau kerosakan yang disebabkan oleh voltan yang tidak mencukupi.

Permohonan Praktikal IR2104

IR2104 mempunyai pelbagai kegunaan dalam aplikasi praktikal.Dua litar aplikasi biasa diperkenalkan di bawah:

Litar pemacu penuh jambatan

Litar pemandu penuh jambatan adalah salah satu aplikasi yang paling biasa IR2104.Ia biasanya terdiri daripada dua cip IR2104 dan empat kuasa MOSFET dan induktor.Dalam litar ini, dua IR2104 bertanggungjawab untuk mengawal suis MOSFET di bahagian atas dan bawah masing -masing untuk menukar kuasa DC ke kuasa AC.Dengan tepat mengawal kelajuan penukaran dan kitaran tugas MOSFET di kedua -dua belah pihak, ia dapat mencapai penukaran kuasa yang cekap dan kawalan output.Litar pemacu jambatan penuh ini sering digunakan dalam penukaran kuasa, penyongsang dan bidang lain.

Litar pemacu separuh jambatan

Litar pemacu separuh jambatan adalah satu lagi aplikasi penting IR2104.Ia biasanya terdiri daripada cip IR2104, MOSFET kuasa dan induktor.Dalam litar ini, IR2104 bertanggungjawab untuk menghasilkan isyarat PWM dan menukar kuasa DC ke kuasa AC dengan mengawal penukaran MOSFET.IR2104 dapat mengawal kelajuan penukaran dan kitaran tugas MOSFET untuk mencapai kawalan tepat voltan output dan arus.Litar pemacu separuh jambatan ini digunakan secara meluas dalam pemacu motor DC, inverter dan medan lain.

Syarat operasi yang disyorkan IR2104

Rajah masa input atau output logik ditunjukkan dalam angka berikut.Untuk operasi yang betul peranti harus digunakan dalam keadaan yang disyorkan.Penarafan VS Offset diuji dengan semua bekalan yang berat sebelah pada perbezaan 15V.

Apakah langkah -langkah pelesapan haba untuk IR2104?

Berikut adalah beberapa langkah pelesapan haba IR2104 yang biasa:

Penggunaan bahan konduktif termal

Kita boleh menggunakan bahan konduktif termal, seperti silikon konduktif termal atau lembaran konduktif terma, antara IR2104 dan heatsink atau PCB, untuk meningkatkan kecekapan pemindahan haba dan mengurangkan rintangan terma, dengan itu meningkatkan kesan dissipation haba secara keseluruhan.Silikon konduktif termal, sebagai pelekat dengan kekonduksian terma yang tinggi, boleh dipatuhi dengan ketat ke permukaan IR2104 dan tenggelam haba atau PCB, dengan berkesan mengisi jurang kecil di antara mereka, dengan itu mengurangkan rintangan terma.

Mengurangkan beban kerja

Kita juga boleh mengurangkan haba yang dihasilkan oleh IR2104 dengan menurunkan beban kerja.Sebagai contoh, apabila sistem tidak memerlukan output kuasa yang tinggi, kita boleh mempertimbangkan untuk mengurangkan voltan input IR2104.Mengurangkan voltan input boleh secara langsung mengurangkan penggunaan kuasa dalaman cip, yang seterusnya mengurangkan penjanaan habanya.Sudah tentu, semasa menurunkan voltan, kita perlu memastikan bahawa IR2104 masih berfungsi dengan baik dan memenuhi keperluan prestasi sistem.

Tenggelam Haba/Heatsink: Tenggelam haba atau haba adalah cara biasa untuk menghilangkan haba.Dengan memasang heatsink di sekitar atau di atas IR2104, kawasan pelesapan haba dapat ditingkatkan dengan berkesan, dengan itu mengurangkan suhu operasi cip.Apabila merancang sinki haba, kita harus mempertimbangkan sepenuhnya semasa operasi cip, suhu ambien dan faktor lain untuk memastikan kesan pelesapan haba adalah optimum.

Mengoptimumkan susun atur PCB: Dalam reka bentuk PCB, untuk mengelakkan gangguan terma dengan IR2104 yang disebabkan oleh komponen lain yang menghasilkan lebih banyak haba, kita harus meletakkan komponen ini dari cip.Komponen seperti MOSFET kuasa atau IGBT juga menjana banyak haba ketika mereka bekerja, dan jika mereka terlalu dekat dengan IR2104, haba mereka boleh dipindahkan ke cip, mengakibatkan peningkatan suhu cip.Oleh itu, apabila meletakkan cip, kita harus memastikan bahawa komponen -komponen yang menghasilkan lebih banyak haba disimpan pada jarak tertentu dari IR2104 untuk meminimumkan kesan haba pada cip.

Masalah zon mati

Sebagai pemandu sisi tinggi dan rendah, IR2104 direka khas untuk memacu litar H-Bridge.Ia dapat menyelesaikan masalah zon mati secara berkesan dalam litar H-Bridge.Berikut adalah beberapa cara IR2104 menyelesaikan masalah zon mati dalam litar pemacu H-Bridge:

Pampasan Masa Mati: Pemandu IR2104 menyediakan pin pampasan masa mati.Dengan menyesuaikan voltan pin ini, jumlah pampasan masa mati boleh ditetapkan.Dengan meningkatkan atau mengurangkan pampasan masa mati, perbezaan masa antara MOS mewah dan MOS rendah boleh diselaraskan untuk menyelesaikan masalah zon mati.

Pemacu Bipolar: Pemandu IR2104 boleh mengawal dan mematikan MOS mewah dan MOS rendah pada masa yang sama.Ini memastikan bahawa perbezaan masa antara MOS mewah dan MOS rendah dikawal dengan tepat untuk mengelakkan masalah zon mati.

Tetapan Masa Kelewatan: Pemandu IR2104 mempunyai pin khusus untuk menetapkan masa kelewatan.Dengan menyesuaikan kapasitans dan rintangan pada pin, masa kelewatan antara MOS mewah dan MOS rendah boleh ditetapkan.Meningkatkan masa kelewatan dapat memastikan bahawa MOS mewah dan MOS rendah tidak akan dihidupkan atau dimatikan pada masa yang sama, dengan itu mengelakkan terjadinya masalah zon mati.

Soalan Lazim [Soalan Lazim]

Q1.Mengapa kita memerlukan pemandu MOSFET?

Pemandu pintu bermanfaat untuk operasi MOSFET kerana pemacu semasa semasa yang disediakan ke pintu masuk MOSFET mengurangkan masa beralih di antara peringkat on/off yang membawa kepada peningkatan kuasa MOSFET dan kecekapan terma.

S2.Apakah voltan maksimum IR2104?

Saluran terapung boleh digunakan untuk memacu MOSFET kuasa N-saluran atau IGBT dalam konfigurasi sampingan yang tinggi yang beroperasi dari 10 hingga 600 volt.

Q3.Apa yang digunakan IR2104?

IR2104 adalah voltan tinggi, kuasa MOSFET kuasa tinggi dan pemacu IGBT dengan saluran output yang dirujuk oleh tinggi dan rendah.Teknologi CMOS imun HVIC dan selak proprietari membolehkan pembinaan monolitik yang ruggedized.Input logik bersesuaian dengan CMOS standard atau LSTTL Out-puts.

Q4.Apakah perbezaan antara IR2101 dan IR2104?

IR2104 adalah voltan tinggi, kuasa MOSFET kuasa berkelajuan tinggi dan pemandu IGBT dengan saluran output yang dirujuk oleh tinggi dan rendah.Sebagai perbandingan, IR2101 adalah pemandu sampingan yang tinggi dan rendah.IRS2104 adalah produk HVIC baru yang menggantikan IR2101 dan pin-to-pin serasi dengan pendahulunya.