Giới thiệu về chip điều khiển Half{0}}bridge
Chip điều khiển nửa cầu-là thành phần cốt lõi của mạch truyền động bán dẫn công suất, chủ yếu được dùng để điều khiển hai bóng bán dẫn chuyển mạch nguồn được kết nối nối tiếp trong cấu trúc liên kết nửa cầu, thường là MOSFET hoặc IGBT. Con chip này điều khiển sự dẫn truyền chia sẻ thời gian của hai bóng bán dẫn để đạt được sự điều chỉnh công suất và truyền năng lượng đến tải hạ lưu, khiến nó trở thành con chip chủ chốt không thể thiếu trong các thiết bị điện tử công suất như bộ nguồn chuyển mạch, bộ truyền động động cơ và bộ biến tần.
Thử thách kỹ thuật của chip điều khiển cầu một nửa{0}}
Các đặc điểm cố hữu của cấu trúc liên kết nửa cầu-cần phải giải quyết hai thách thức kỹ thuật lớn đối với chip điều khiển Nửa cầu-: Thứ nhất, vấn đề truyền động trên mặt đất nổi của bóng bán dẫn điện-cánh tay trên, điện thế nguồn (bộ phát) của công tắc tay đòn phía trên thay đổi linh hoạt theo sự dẫn truyền và cắt của tay đòn phía dưới, khiến cho nguồn điện thế-cố định trực tiếp không thể thực hiện được. Do đó, hầu hết các trình điều khiển nửa cầu- đều tích hợp điốt khởi động, cùng với các tụ điện khởi động bên ngoài, cung cấp nguồn điện nổi cho mạch truyền động cánh tay trên. Đối với các ứng dụng-điện áp cao, một số trình điều khiển nửa cầu-cũng tích hợp bơm sạc hoặc hỗ trợ nguồn điện cách ly để thích ứng với các yêu cầu ứng dụng khác nhau. Thứ hai, có vấn đề về khả năng bảo vệ{10}bắn xuyên qua các tay cầu trên và dưới. Nếu cả hai bóng bán dẫn chuyển mạch hoạt động đồng thời, nó sẽ gây ra đoản mạch trực tiếp trong nguồn điện, làm hỏng thiết bị. Do đó, tất cả các trình điều khiển nửa cầu đủ điều kiện đều có logic điều khiển thời gian chết được tích hợp sẵn và tích hợp các chức năng bảo vệ quá dòng, bảo vệ quá nhiệt và khóa điện áp thấp để ngăn ngừa lỗi đoản mạch ở cấp độ phần cứng và cải thiện độ tin cậy của hệ thống.
Phân loại chip điều khiển cầu nối một nửa{0}}
Dựa trên sự khác biệt về logic điều khiển và cấp nguồn, các chip điều khiển nửa cầu-có thể được chia thành hai loại: trình điều khiển nửa cầu-độc lập và trình điều khiển nửa cầu-điều khiển tích hợp. Trình điều khiển nửa cầu-độc lập chỉ tích hợp hai kênh truyền động và logic bảo vệ, yêu cầu bộ điều khiểnPWM bên ngoài để nhập hai tín hiệu truyền động bổ sung. Chúng có khả năng thích ứng mạnh mẽ và có thể ghép nối với các chip điều khiển chính khác nhau, áp dụng linh hoạt cho các mạch tùy chỉnh khác nhau. Trình điều khiển nửa cầu-điều khiển tích hợp tích hợp các chức năng điều chỉnh phản hồi và tạo xung điện tử bên trong chip, đơn giản hóa thiết kế mạch ngoại vi và chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng tiêu chuẩn hóa, chi phí thấp,-đến{10}}trung bình. Dựa trên xếp hạng điện áp chịu được, trình điều khiển cầu-nửa{13}}điện áp thấp được thiết kế chủ yếu cho các ứng dụng-điện áp thấp dưới 100V, thường thấy trong các ổ đĩa động cơ servo điện áp-thấp, mạch sạc nhanh USB-PD và bộ chuyển đổi DC{19}}điện áp thấp. Mặt khác, trình điều khiển cầu nửa điện áp trung bình- và{22}}cao áp{23}}có thể chịu được hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn vôn, khiến chúng phù hợp với các ứng dụng điện áp cao-như bộ biến tần công nghiệp, bộ cấp nguồn cho xe sử dụng năng lượng mới và bộ biến tần.
Số kiểu cụ thể của chip trình điều khiển nửa cầu
UCC27302A là trình điều khiển cổng mạnh mẽ được thiết kế để điều khiển hai MOSFET kênh N-trong cấu hình nửa cầu- hoặc cấu hình Buck đồng bộ với điện áp khởi động tối đa tuyệt đối là 120V. Nguồn cực đại 3,7A và khả năng dòng điện cực đại 4,5A của nó cho phép UCC27302A điều khiển các MOSFET công suất lớn với tổn thất chuyển mạch được giảm thiểu trong quá trình chuyển đổi qua Cao nguyên Miller. Nút chuyển mạch (chân HS) có thể xử lý điện áp âm nhất thời, cho phép kênh phía cao- được bảo vệ khỏi điện áp âm vốn có do điện cảm ký sinh và điện dung tạp tán gây ra.
Đầu vào không phụ thuộc vào điện áp nguồn và có thể chịu được mức định mức tối đa tuyệt đối là -10V và +20V. Trình điều khiển cổng bên thấp{4}}và bên cao- được khớp với nhau ở mức 4ns giữa lần bật và tắt của nhau và được điều khiển tương ứng thông qua các chân đầu vào LI và HI. Tuy nhiên, logic khóa liên động đầu vào sẽ chuyển cả hai đầu ra trình điều khiển xuống mức thấp bất cứ khi nào cả hai đầu vào LI và HI đều ở mức cao cùng một lúc. Đi-ốt khởi động định mức 120V trên chip giúp loại bỏ nhu cầu thêm điốt khởi động riêng biệt. Khóa điện áp thấp (UVLO) được cung cấp cho cả trình điều khiển phía cao và phía thấp, giúp cung cấp hành vi bật và tắt đối xứng cũng như buộc đầu ra ở mức thấp nếu điện áp ổ đĩa dưới ngưỡng chỉ định.
Thông số chip trình điều khiển nửa cầu
|
Điện áp cung cấp Bootstrap (tối đa) (V) |
120 |
|
Công tắc nguồn |
MOSFET |
|
Điện áp cung cấp đầu vào (phút) (V) |
7 |
|
Điện áp nguồn đầu vào (tối đa) (V) |
17 |
|
Phạm vi nhiệt độ hoạt động (độ) |
-40 đến 150 |
|
Khóa điện áp thấp (typ) (V) |
5 |
|
Đánh giá |
Danh mục |
|
Thời gian trễ lan truyền (µs) |
0.02 |
|
Thời gian tăng (ns) |
7.2 |
|
Thời gian rơi (ns) |
5.5 |
|
IQ (mA) |
0.001 |
|
Ngưỡng đầu vào |
TTL |
|
Logic đầu vào kênh |
TTL |
|
Điện áp nút chuyển đổi (V) |
-20 |
|
Đặc trưng |
Kích hoạt, Diode khởi động tích hợp, Khóa liên động, Xử lý điện áp âm trên đầu vào |
|
Cấu hình trình điều khiển |
Tương thích kép, không đảo ngược, TTL |
Chú phổ biến: chip điều khiển nửa cầu-, nhà sản xuất, nhà cung cấp chip điều khiển nửa cầu-của Trung Quốc
