Wprowadzenie do układu sterownika pół-mostka
Układ sterownika pół{0}}mostka to podstawowy element półprzewodnikowych obwodów sterujących mocy, używany głównie do sterowania dwoma tranzystorami przełączającymi moc połączonymi szeregowo w topologii pół-mostka, zwykle tranzystorami MOSFET lub IGBT. Układ ten steruje przewodzeniem-z podziałem czasu dwóch tranzystorów w celu regulacji mocy i przekazywania energii do obciążenia znajdującego się za nim, co czyni go niezbędnym kluczowym układem w urządzeniach energoelektronicznych, takich jak zasilacze impulsowe, napędy silników i falowniki.
Wyzwania techniczne związane z chipami sterownika pół-mostka
Nieodłączne cechy topologii pół-mostka wymagają stawienia czoła dwóm głównym wyzwaniom technicznym związanym z chipem sterownika pół-mostka: po pierwsze, problem sterowania uziemieniem pływającym tranzystora mocy górnego ramienia.-potencjał źródła (emitera) przełącznika górnego ramienia zmienia się dynamicznie wraz z przewodzeniem i odcięciem dolnego ramienia, uniemożliwiając bezpośrednie zasilanie o stałym-potencjale. Dlatego większość sterowników pół-mostka zawiera diody ładowania początkowego, które wraz z zewnętrznymi kondensatorami ładowania początkowego zapewniają bezpotencjałowe zasilanie obwodu sterującego górnego ramienia. W przypadku zastosowań wysokonapięciowych niektóre-sterowniki półmostkowe integrują także pompy ładujące lub obsługują izolowane zasilanie, aby dostosować się do wymagań różnych aplikacji. Po drugie, istnieje kwestia ochrony przed strzelaniem-przez górne i dolne ramiona mostka. Jeśli oba tranzystory przełączające przewodzą jednocześnie, spowoduje to bezpośrednie zwarcie w zasilaczu i uszkodzenie urządzeń. Dlatego wszyscy wykwalifikowani sterowniki pół-mostka mają wbudowaną-logikę kontroli czasu-bez prądu i integrują funkcje zabezpieczenia nadprądowego, zabezpieczenia przed przegrzaniem i blokady podnapięciowej, aby zapobiegać-błędom zwarciowym na poziomie sprzętowym i zwiększać niezawodność systemu.
Klasyfikacja chipów sterownika pół-mostka
W oparciu o różnice w zasilaniu i logice sterowania, chipy sterownika pół-mostka można podzielić na dwie kategorie: niezależne sterowniki pół-mostka i zintegrowane sterowniki pół-mostka sterującego. Niezależne sterowniki pół-mostka integrują tylko dwa kanały napędowe i logikę zabezpieczającą, co wymaga zewnętrznego kontrolera PWM do wprowadzania dwóch uzupełniających sygnałów sterujących. Mają duże możliwości adaptacyjne i można je łączyć z różnymi głównymi układami sterującymi, elastycznie stosując do różnych niestandardowych obwodów. Zintegrowane sterowniki pół-mostka sterującego integrują w chipie funkcje generowania PWM i regulacji sprzężenia zwrotnego, upraszczając projektowanie obwodów peryferyjnych i są najczęściej używane w standardowych, tanich-zastosowaniach o małej--średniej mocy. Ze względu na napięcie wytrzymywane niskonapięciowe sterowniki mostków-połówkowych są przeznaczone przede wszystkim do zastosowań nisko-poniżej 100 V, powszechnie spotykanych w niskonapięciowych napędach serwomotorów-, obwodach szybkiego ładowania USB-PD i niskonapięciowych-przetwornicach DC-DC. Z drugiej strony sterowniki mostków połówkowych- i wysokiego-napięcia- wytrzymują setki, a nawet tysiące woltów, dzięki czemu nadają się do zastosowań wysokonapięciowych, takich jak falowniki przemysłowe, zasilacze pojazdów nowej generacji i przetwornice częstotliwości.
Konkretny numer modelu układu sterującego-półmostka
UCC27302A to solidny sterownik bramki zaprojektowany do sterowania dwoma N-kanałowymi tranzystorami MOSFET w konfiguracji pół-mostka lub synchronicznego bucka z bezwzględnym maksymalnym napięciem ładowania początkowego wynoszącym 120 V. Dzięki szczytowemu źródłu 3,7 A i szczytowemu prądowi ujścia 4,5 A układ UCC27302A może sterować tranzystorami MOSFET o dużej mocy przy zminimalizowanych stratach przełączania podczas przejścia przez płaskowyż Millera. Węzeł przełączający (styk HS) może wytrzymać ujemne napięcie przejściowe, co umożliwia ochronę-kanału strony wysokiej przed nieodłącznymi napięciami ujemnymi powodowanymi przez indukcyjność pasożytniczą i pojemność rozproszenia.
Wejścia są niezależne od napięcia zasilania i wytrzymują absolutne maksymalne wartości znamionowe -10 V i +20 V. Sterowniki bramki- i wysokiej- strony są dopasowywane z czasem 4 ns pomiędzy wzajemnym włączeniem i wyłączeniem i są sterowane odpowiednio przez piny wejściowe LI i HI. Jednakże logika blokady wejścia ustawi oba wyjścia sterownika w stan niski, gdy oba wejścia LI i HI będą jednocześnie w stanie wysokim. Wbudowana dioda ładowania początkowego o napięciu 120 V eliminuje potrzebę dodawania dyskretnych diod ładowania początkowego. Blokada podnapięciowa (UVLO) jest dostępna zarówno dla sterowników po stronie wysokiego, jak i niskiego napięcia, co zapewnia symetryczne włączanie i wyłączanie oraz wymusza niski poziom na wyjściach, jeśli napięcie napędu jest poniżej określonego progu.
Parametry układu sterownika pół{0}}mostka
|
Napięcie zasilania Bootstrap (maks.) (V) |
120 |
|
Przełącznik zasilania |
MOSFET |
|
Wejściowe napięcie zasilania (min) (V) |
7 |
|
Wejściowe napięcie zasilania (maks.) (V) |
17 |
|
Zakres temperatury roboczej (stopnie) |
-40 do 150 |
|
Blokada podnapięciowa (typ) (V) |
5 |
|
Ocena |
Katalog |
|
Czas opóźnienia propagacji (µs) |
0.02 |
|
Czas narastania (ns) |
7.2 |
|
Czas upadku (ns) |
5.5 |
|
Iq (mA) |
0.001 |
|
Próg wejściowy |
TTL |
|
Logika wejścia kanału |
TTL |
|
Napięcie węzła przełączającego (V) |
-20 |
|
Cechy |
Włącz, zintegrowana dioda ładowania początkowego, blokada, obsługa napięcia ujemnego na wejściu |
|
Konfiguracja sterownika |
Podwójny, nieodwracający, kompatybilny z TTL |
Popularne Tagi: pół-układ sterownika mostka, chińscy producenci-układu sterownika półmostka, dostawcy, Układ sterownika silnika szczotkowego prądu stałego, Chip sterownika półmostkowego, Izolowany układ sterownika bramki, Układ sterownika dysku optycznego, Układ sterownika elektromagnesu, Układ sterownika silnika krokowego
