Half{0}}bridge-ohjainpiirin esittely
Puoli-siltaohjainpiiri on tehopuolijohdekäyttöpiirien ydinkomponentti, jota käytetään ensisijaisesti ohjaamaan kahta tehokytkentätransistoria, jotka on kytketty sarjaan puolisiltatopologiassa, tyypillisesti MOSFET- tai IGBT-piirissä. Tämä siru ohjaa kahden transistorin aikajaon{3}johtumista tehonsäädön ja energiansiirron saavuttamiseksi alavirran kuormaan, mikä tekee siitä välttämättömän avainsirun tehoelektroniikkalaitteissa, kuten hakkuriteholähteissä, moottorikäytöissä ja inverttereissä.
Half{0}}Bridge Driver Chipsin tekniset haasteet
Puoli{0}}siltatopologian luontaiset ominaisuudet edellyttävät, että Half-Bridge-ohjainsirulle on vastattava kahteen suureen tekniseen haasteeseen: Ensinnäkin olkavarren tehotransistorin kelluva maa-ajo-ongelma -olkavarren kytkimen lähde (emitteri) potentiaali muuttuu dynaamisesti alemman kiinteän virransyötön johtumisen ja katkaisun myötä, mikä tekee suorasta mahdottomaksi. Siksi useimmat puoli{5}}silta-ajurit integroivat käynnistysdiodeja, jotka yhdessä ulkoisten bootstrap-kondensaattorien kanssa tarjoavat kelluvan virtalähteen olkavarren ohjauspiirille. Korkeajännitesovelluksissa jotkin puoli-siltaohjaimet integroivat myös latauspumput tai tukevat eristettyä virtalähdettä mukautuakseen erilaisiin sovellusvaatimuksiin. Toiseksi on kysymys ylä- ja alavarren suojasta{10}}. Jos molemmat kytkentätransistorit johtavat samanaikaisesti, se aiheuttaa suoran oikosulun virtalähteeseen, mikä vahingoittaa laitteita. Siksi kaikki pätevät puoli-silta-ajurit ovat sisäänrakennettu-kuollut-aikaohjauslogiikka, ja ne sisältävät ylivirtasuojan, ylilämpötilasuojan ja alijännitteen lukitustoiminnot, jotka estävät oikosulkuviat laitteistotasolla ja parantavat järjestelmän luotettavuutta.
Puolien{0}}siltaohjainsirujen luokitus
Virtalähteen ja ohjauslogiikan erojen perusteella puoli{0}}siltaohjainpiirit voidaan jakaa kahteen luokkaan: itsenäiset puoli-siltaajurit ja integroidut ohjauspuoli-siltaohjaimet. Riippumattomat puoli{4}}siltaohjaimet integroivat vain kaksi ohjauskanavaa ja suojauslogiikan, mikä vaatii ulkoisen PWM-ohjaimen syöttämään kaksi toisiaan täydentävää ohjaussignaalia. Niillä on vahva sopeutumiskyky ja ne voidaan yhdistää erilaisiin pääohjauspiiriin, joita voidaan soveltaa joustavasti erilaisiin räätälöityihin piireihin. Integroidut ohjauspuoli-silta-ajurit integroivat PWM-luonnon ja takaisinkytkennän säätötoiminnot sirun sisällä, mikä yksinkertaistaa oheispiirien suunnittelua. Niitä käytetään enimmäkseen standardoiduissa, edullisissa, pienistä{9}}-keskitehoisissa sovelluksissa. Kestävyysarvojensa perusteella matalajännitteiset puoli{13}}siltaohjaimet on suunniteltu ensisijaisesti matala-jännitesovelluksiin alle 100 V:ssa. Näitä käytetään yleisesti matalajännitteisissä servomoottorikäytöissä, USB-PD-pikalatauspiireissä ja matalan{18}DC{19}{18}DC-muuntimissa. Keski-- ja korkea{22}}jännitteiset puoli{23}}siltaohjaimet puolestaan kestävät satoja tai jopa tuhansia voltteja, joten ne sopivat korkeajännitesovelluksiin, kuten teollisuusinvertteriin, uusiin energiaajoneuvojen virtalähteisiin ja taajuusmuuntajiin.
Puoli{0}}siltaohjainsirun tietty mallinumero
UCC27302A on vankka porttiohjain, joka on suunniteltu ohjaamaan kahta N--kanavaista MOSFETiä puoli-silta- tai synkronisessa buck-kokoonpanossa absoluuttisella maksimibootstrap-jännitteellä 120 V. Sen 3,7 A huippulähde ja 4,5 A huippunieluvirta mahdollistavat UCC27302A:n ohjaamisen suuritehoisilla MOSFET:illä minimoiduilla kytkentähäviöillä Miller Plateaun läpi siirtymisen aikana. Kytkentäsolmu (HS-nasta) pystyy käsittelemään negatiivista transienttijännitettä, mikä mahdollistaa korkean-sivukanavan suojaamisen loisinduktanssin ja hajakapasitanssin aiheuttamilta luontaisilta negatiivisilta jännitteiltä.
Tulot ovat riippumattomia syöttöjännitteestä ja kestävät -10 V ja +20 V absoluuttiset maksimiarvot. Matalan-sivun ja ylä-sivuportin ajurit sovitetaan päälle- ja poiskytkennän välillä 4ns:iin, ja niitä ohjataan vastaavasti LI- ja HI-tulonastan kautta. Tulojen lukituslogiikka kuitenkin laskee molemmat ohjainlähdöt matalaksi aina, kun sekä LI- että HI-tulot ovat korkealla samanaikaisesti. On-sirun 120 V:n bootstrap-diodi eliminoi tarpeen lisätä erillisiä bootstrap-diodeja. Alijännitteen lukitus (UVLO) on saatavilla sekä ylä- että alapuolen ohjaimille, mikä mahdollistaa symmetrisen käynnistyksen ja sammutuksen ja pakottaa lähdöt matalaksi, jos taajuusmuuttajan jännite on määritetyn kynnyksen alapuolella.
Puoli{0}}siltaohjainpiirin parametrit
|
Bootstrapin syöttöjännite (max) (V) |
120 |
|
Virtakytkin |
MOSFET |
|
Syöttöjännite (min) (V) |
7 |
|
Syöttöjännite (max) (V) |
17 |
|
Käyttölämpötila-alue ( astetta) |
-40-150 |
|
Alijännitelukko (tyyppi) (V) |
5 |
|
Luokitus |
Luettelo |
|
Levitysviive (µs) |
0.02 |
|
Nousuaika (ns) |
7.2 |
|
Syksyaika (ns) |
5.5 |
|
Iq (mA) |
0.001 |
|
Syöttökynnys |
TTL |
|
Kanavan syöttölogiikka |
TTL |
|
Kytkimen solmun jännite (V) |
-20 |
|
Ominaisuudet |
Ota käyttöön, Integroitu bootstrap-diodi, Lukitus, Negatiivisen jännitteen käsittely tulossa |
|
Ohjaimen kokoonpano |
Dual, ei-invertoiva, TTL-yhteensopiva |
Suositut Tagit: half-bridge driver chip, Kiina half-bridge driver chip valmistajat, toimittajat
