8-900-374-94-44
Всем хороши мощные полевые транзисторы MOSFET, кроме одного маленького нюанса, — подключить их напрямую к выводам микроконтроллера зачастую оказывается невозможно.
Это, во-первых, связано с тем, что допустимые токи для микроконтроллерных выводов редко превышают 20 мА, а для очень быстрых переключений MOSFET-ов (с хорошими фронтами), когда нужно очень быстро заряжать или разряжать затвор (который всегда обладает некоторой ёмкостью), нужны токи на порядок больше.
И, во-вторых, питание контроллера обычно составляет 3 или 5 Вольт, что в принципе позволяет управлять напрямую только небольшим классом полевиков (которые называют logic level — с логическим уровнем управления). А учитывая, что обычно питание контроллера и питание остальной схемы имеет общий минусовой провод, этот класс сокращается исключительно до N-канальных «logic level»-полевиков.
Одним из выходов, в данной ситуации, является использование специальных микросхем, — драйверов, которые как раз и предназначены для того, чтобы тягать через затворы полевиков большие токи.
В связи с этим возникла мысль сделать простой, бюджетный драйвер на рассыпухе, который можно было бы использовать для управления как N-канальными, так и P-канальными полевиками в любых низковольтных схемах, скажем вольт до 20. Ну, благо у меня, как у настоящего радиохламера, навалом всякой электронной рухляди, поэтому после серии экспериментов родилась вот такая схема:
Ёмкость между Vcc и Out символизирует подключение P-канального полевика, ёмкость между Out и Gnd символизирует подключение N-канального полевика (ёмкости затворов этих полевиков).
Пунктиром схема разделена на два каскада (I и II). При этом первый каскад работает как усилитель мощности, а второй каскад — как усилитель тока. Подробно работа схемы описана ниже.
Итак. Если на входе In появляется высокий уровень сигнала, то транзистор T1 открывается, транзистор T2 закрывается (поскольку потенциал на его базе падает ниже потенциала на эмиттере). В итоге транзистор T3 закрывается, а транзистор T4 открывается и через него происходит перезаряд ёмкости затвора подключенного полевика. (Ток базы транзистора T4 течёт по пути ЭT4->БT4->D1->T1->R2->Gnd).
Если на входе In появляется низкий уровень сигнала, то всё происходит наоборот, — транзистор T1 закрывается, в результате чего вырастает потенциал базы транзистора T2 и он открывается. Это, в свою очередь, приводит к открытию транзистора T3 и закрытию транзистора T4. Перезаряд ёмкости затвора подключенного полевика происходит через открытый транзистор T3. (Ток базы транзистора T3 течёт по пути Vcc->T2->R4->Б
Вот в общем-то и всё описание, но некоторые моменты, наверное, требуют дополнительного пояснения.
Во-первых, для чего нужны транзистор T2 и диод D1 в первом каскаде? Тут всё очень просто. Я не зря выше написал пути протекания токов базы выходных транзисторов для разных состояний схемы. Посмотрите на них ещё раз и представьте что было бы, если бы не было транзистора T2 с обвязкой. Транзистор T4 отпирался бы в этом случае большим током (имеется ввиду ток базы транзистора), протекающим с выхода Out через открытый T1 и R2, а транзистор T3 отпирался бы маленьким током, протекающим через резистор R3. Это привело бы к сильно затянутому переднему фронту выходных импульсов.
Ну и во-вторых, наверняка многих заинтересует, зачем нужны резисторы R2 и R4. Их я воткнул для того, чтобы хоть немного ограничить пиковый ток через базы выходных транзисторов, а также окончательно подравнять передний и задний фронты импульсов.
Собранное устройство выглядит вот так:
Разводка драйвера сделана под smd-компоненты, причём таким образом, чтобы его можно было легко подключать к основной плате устройства (в вертикальном положении).
То есть на основной плате у нас может быть разведён полумост, H-мост или что-то ещё, а уже в эту плату останется только вертикально воткнуть в нужных местах платы драйверов.
Скачать разводку драйвера (DipTrace 2.3)
Разводка имеет некоторые особенности. Для радикального уменьшения размеров платы пришлось «слегка неправильно» сделать разводку транзистора T4. Его перед припаиванием на плату нужно перевернуть лицом (маркировкой) вниз и выгнуть ножки в обратную сторону (к плате).
Ниже приведены осциллограммы работы драйвера для напряжений питания 8В и 16В на частоте 200 кГц (форма входного сигнала — меандр). В качестве нагрузки — конденсатор 4,7 нФ:
Как видите, длительности фронтов практически не зависят от уровня питающего напряжения и составляют чуть больше 100 нс. По-моему, довольно неплохо для такой бюджетной конструкции.
ИС драйвера затвораОбзор
Каждому коммутатору нужен драйвер — правильный драйвер имеет значение.
Драйверы затворов EiceDRIVER™ обеспечивают широкий диапазон типовых выходных токов от 0,1 до 10 А. Надежные функции защиты привода затвора, такие как быстрая защита от короткого замыкания (DESAT), активный зажим Миллера, защита от пробоя, отказ, отключение и защита от перегрузки по току, делают эти микросхемы драйверов хорошо подходящими как для кремниевых, так и для широкополосных силовых устройств. , включая CoolGaN™ и CoolSiC™ . Загрузите свою копию Руководства по выбору драйвера Gate прямо сейчас.
Продукты
Десятилетия опыта применения и разработки технологий в Infineon и International Rectifier позволили создать портфолио ИС драйверов затвора для использования с кремниевыми и широкозонными силовыми устройствами, такими как MOSFET, дискретные IGBT, IGBT-модули, SiC MOSFET и GaN HEMT.
Мы предлагаем отличные линейки драйверов затворов с гальванической развязкой, драйверов затворов, отвечающих требованиям автомобильной промышленности, драйверов затворов со сдвигом уровня 200 В, 500–700 В, 1200 В и неизолированных драйверов нижнего плеча.
Наш портфель включает в себя различные конфигурации, классы напряжения, уровни изоляции, функции защиты и варианты упаковки. Современные семейства дискретных коммутаторов требуют настройки цепей управления затвором, чтобы в полной мере использовать их емкость и возможности. Оптимальная конфигурация привода затвора важна для всех силовых ключей, независимо от того, являются ли они дискретными или силовыми модулями.
Наши драйверы затворов EiceDRIVER™ обеспечивают расширенные функции, такие как встроенный бутстрепный диод (BSD), защита от перегрузки по току, отключение, отчет о неисправностях, включение, входной фильтр, OPAMP, DESAT, программируемое время простоя, защита от пробоя, активный зажим Миллера, активное отключение, раздельные выходы сток и исток, фиксация короткого замыкания, мягкое отключение, двухуровневое отключение, гальваническая развязка (функциональная, базовая и усиленная) и т.
д.
Идеальные решения доступны для сотен конечных приложений на таких рынках, как автомобилестроение, промышленные приводы, солнечные инверторы, зарядка электромобилей, робототехника, ИБП, серверное и телекоммуникационное питание, малая и крупная бытовая техника, приложения с батарейным питанием и высокопроизводительные устройства. освещение по напряжению.
Документы
Поддержка дизайна
Видео
Решения Gate Driver для приложений с быстрым переключением
На этом веб-семинаре мы познакомимся с выбранным портфолио Gate Driver IC, которые имеют общий набор сильных сторон.
Индивидуальные решения для драйверов затворов от Infineon.
В этом видео объясняется, почему ИС драйверов затворов хорошо подходят для многих приложений, таких как автомобили, крупная бытовая техника, промышленные приводы двигателей, солнечные инверторы, ИБП. , импульсные источники питания и высоковольтное освещение.
Введение в драйверы затворов Infineon
Хотите узнать больше о драйверах затворов Infineon? Посмотрите наше вводное видео и ознакомьтесь с нашим ассортиментом продукции.
Преимущества технологии Infineon SOI Gate Driver Technology
Кремниевые на изоляторах 1200 В драйверы затворов со сдвигом уровня от лидера рынка. В этом видеоролике демонстрируются преимущества продуктов Infineon SOI. Например. Встроенный бутстрепный диод, низкие потери на сдвиг уровня — экономия места и затрат.
Драйверы затворов с гальванической развязкой и функциями защиты
Драйверы затворов с гальванической развязкой EiceDRIVER™ используют уникальную технологию трансформатора без сердечника (CT) для обеспечения передачи сигнала через гальваническую развязку.
Партнеры
Обучение
Обзор семейства изолированных драйверов ворот EiceDRIVER™
Каждому переключателю нужен драйвер, и правильный драйвер имеет значение.
Infineon предлагает различные семейства изолированных драйверов затвора, такие как EiceDRIVER™ Compact и EiceDRIVER™ Enhanced. Каждое семейство имеет различные функции для защиты коммутатора и приложения.
Изолированный драйвер затвора EiceDRIVER™ предлагает расширенные функции, такие как усиленная изоляция, зажим Миллера, контроль скорости нарастания и защита от короткого замыкания для защиты коммутатора и приложения. Он также обеспечивает мониторинг состояния и быстрое создание прототипов.
EiceDRIVER™ идеально подходит для промышленного применения, особенно в сочетании с переключателями Infineon CoolSiC™ и IGBT.
Общие сведения о драйверах затворов
Драйверы затворов являются ключевыми компонентами, обеспечивающими работу таких приложений, как зарядка электромобилей, солнечные батареи или системы накопления энергии.
Но почему драйверы ворот так важны? Следите за обновлениями!
Электромобили на топливных элементах с нулевым уровнем выбросов станут частью нашего электрифицированного будущего
Смотреть сейчас
Драйверы затворов для приложений с быстрой коммутацией
Узнайте о важности использования быстрой фиксации на выходе для питания на стороне выхода меньше, чем UVLO в приложениях с быстрой коммутацией.
Смотреть сейчас
Руководство по проектированию драйверов затворов для управления полевыми МОП-транзисторами
Вы познакомитесь с различными технологиями драйверов затворов, доступными в Infineon, и их преимуществами.
Для лучшего понимания рассмотрим оптимизацию внешних резисторов затвора для управления полевыми МОП-транзисторами в конкретном приложении.
Смотреть сейчас
Как выбрать драйвер затвора для дискретных элементов и модулей IGBT
В ходе этого обучения вы узнаете, как рассчитать значение сопротивления затвора для приложения IGBT, как определить подходящие ИС драйвера затвора на основе требований к пиковому току и рассеиваемой мощности, а также как точно настроить значение сопротивления затвора в лабораторных условиях на основе наихудших условий.
Как выбрать драйвер затвора для SiC MOSFET и модулей SiC MOSFET
Карбид-кремниевые MOSFET открывают множество возможностей для силовой электроники. Однако как добиться достаточных системных преимуществ за счет использования карбид-кремниевых полевых МОП-транзисторов с подходящими драйверами затворов? Это обучение поможет вам узнать, как рассчитать эталонное значение сопротивления затвора для вашего карбид-кремниевого полевого МОП-транзистора; как определить подходящие ИС управления затвором на основе требований к пиковому току и рассеиваемой мощности; и как точно настроить значение сопротивления затвора в лабораторных условиях на основе наихудших условий.
Промышленные приводы: советы по выбору драйвера затвора
В этом тренинге вы получите несколько советов о том, как правильно выбрать драйвер затвора, требования к промышленным приводам, наше предложение и размеры схемы драйвера затвора.
Смотреть сейчас
Сравнение оптопары и трансформатора без сердечника: руководство по поиску лучшего изолированного драйвера затвора
Смотреть сейчас
Si, SiC или GaN? Правильный выбор для силовых устройств
Посмотрите наш веб-семинар, чтобы узнать больше о технологическом позиционировании кремния по сравнению с силовыми устройствами на основе SiC и GaN как для приложений с высоким, так и с низким энергопотреблением.
Нажмите, чтобы увидеть больше
Вебинар: Каждому коммутатору нужен драйвер. Правильный драйвер имеет значение
Мы предлагаем широкий ассортимент высоковольтных драйверов затвора со сдвигом уровня — технологии кремний-на-изоляторе (SOI) и изолированный переход (JI). Узнайте о преимуществах драйвера затвора Infineon SOI: встроенный бутстрепный диод, низкие потери на сдвиг уровня, экономия места и затрат, а также устойчивость к отрицательной VS.
приложений
Поддержка
Контакт
Переключателиспросил
Изменено 1 год, 8 месяцев назад
Просмотрено 49 тысяч раз
\$\начало группы\$
Доступны специализированные ИС «драйвера MOSFET» (ICL7667, Max622/626, TD340, IXD*404.
)
Некоторые также управляют IGBT.
Какова их практическая цель? Все дело в максимизации скорости переключения (емкости управляющего затвора) или есть другие мотивы?
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
ИС драйвера MOSFET (например, упомянутая вами ICL7667) преобразует логические сигналы TTL или CMOS в более высокое напряжение и более высокий ток с целью быстрого и полного переключения затвора MOSFET.
Выходной контакт микроконтроллера обычно подходит для управления полевым МОП-транзистором с малым сигналом логического уровня, например 2N7000. Однако при управлении более крупными полевыми МОП-транзисторами возникают три проблемы:
Наконец, многие драйверы MOSFET разработаны специально для управления двигателем с помощью H-моста.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Да, речь идет о максимизации скорости переключения за счет сброса большого тока на затвор, чтобы силовой МОП-транзистор проводил как можно меньше времени в переходном состоянии и, следовательно, тратил меньше энергии и не перегревался.
Столько же написано в техпаспортах перечисленных вами деталей 🙂
ICL7667 представляет собой двойной монолитный высокоскоростной драйвер, предназначенный для преобразования Сигналы уровня TTL в сильноточных выводит … Его высокая скорость и ток выход позволяет ему управлять большим емкостные нагрузки с высокой скоростью нарастания и низкие задержки распространения… Сильноточные выходы ICL7667 минимизировать потери мощности в электросети МОП-транзисторы путем быстрой зарядки и разрядка емкости затвора.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Если вы хотите рассчитать ток затвора во время переключения, вы можете использовать эту формулу:
Ig = Q/t
где Q — заряд затвора в кулонах (нКл из таблицы данных), а t — время переключения (в ns, если вы используете nC).