Основные группы продукции

2. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ПРОДУКЦИИ

2.1. Компоненты для AC/DC-преобразователей


Достоинства изделий компании IR

  • Простота и эффективность решений
  • Обеспечивают:
    - Высокий КПД
    - Высокую плотность удельной мощности
    - Самые малые на рынке времена переключения
  • Выполнение предписания CEC 80Plus и потребление менее 1Вт в дежурном режиме
  • Запатентованная технологии детектирования уровня напряжения и 200-вольтовая технология высоковольтных микросхем (HVIC)
  • Прямое подключение и управление 30…200-В МОП-ключами
  • Быстродействие, мощность (ток до 7А), точность и высокий КПД при рабочей частоте до 500кГц
  • Не зависимость от первичной стороны преобразователя
  • Возможность работы во всех режимах
  • В адапторе мощностью 120Вт для питания лэптопа обеспечивает
    - увеличение КПД на 1%
    - снижение температуры на 10°С
    - уменьшение числа компонентов синхронного выпрямителя на 75%
    - снижение цены системы синхронного выпрямителя на 20%
  • Обеспечивает возможность конструирования систем без радиаторов

Схемы управления семейства SmartRectifier™ типа IR1166/67/68: простой, обладающий высоким КПД синхронный выпрямитель

Семейство ИС SmartRectifier™ позволяет создавать мощные высокоэффективные обратноходовые и резонансные преобразователи с синхронным выпрямлением для блоков питания лэптопов, малых персональных компьютеров, игровых приставок, а также жидкокристаллических и плазменных телевизоров.
ИС типа IR1166/67 представляют собой схемы управления синхронным выпрямителем и имеют в своем составе драйвер МОП-ключа с выходным током до 7А. Работа синхронного выпрямителя не зависит от первичой стороны преобразователя. В этих ИС используется запатентованная технология детектирования уровня напряжения, что позволяет минимизировать паразитные реактивные составляющие тока («звон» во вторичной цепи) и максимизировать КПД вторичного преобразователя.
Запатентованная 200-В технология HVIC позволяет осуществлять прямое считывание тока и контроль работы 30…200-В МОП-ключей семейства HEXFET производства компании IR как со стандартными, так и с логическими уровнями сигналов управления.

Спецификации

ПриборКорпусVCC [В]VFET [В]Максимальная частота переключения [кГц]Ток затвора [В]Максимальное (ограниченное встроенным регулятором) напряжение затвора VGATECLAMP [В]Максимальный ток в спящем режиме [мкА]RoHS
IR1166SPbFSO-820≤200500+1/–3.510.7200•
IR1167ASPBF IR1167BPbFSO-820≤200500+2/–710.7200•
14.5
IR11672ASPBF*SO-820≤200500+2/–710.7200•
IR1168SPBF**SO-820≤200500+1/–410.7200•

* IR11672ASPBF в отличие от IR1167ASPBF имеет схему подавления двойных (ошибочных) импульсов.
** IR1168SPBF предназначена для управления двумя ключами в двухтактных резонансных схемах.

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм]Корпус
IRLB3036PbF602.4TO-220
IRFB3206PbF603.0TO-220
IRFB3306PbF604.2TO-220
IRF7855PBF609.4SO-8
IRFS3107PbF753.0D2-Pak
IRFB3077PBF753.3TO-220
IRFB3207ZPBF754.1TO-220
IRF7854PbF8013.4SO-8
IRLB4030PbF1004.3TO-220
IRFB4110PBF1004.5TO-220
IRFB4310ZPbF1006.0TO-220
IRF7853PbF10018.0SO-8
IRFB4115PbF15011.0TO-220
IRFB4321PBF15015.0TO-220
IRFB4127PbF20020.0TO-220
IRFB4227PBF20024.0TO-220



ИС IR1166/67/68 могут быть использованы с МОП-ключами семейства HEXFET производства компании IR в для построения наиболее совершенных синхронных выпрямителей.

2.2. Компоненты для синхронного выпрямления в AC/DC-преобразователях

Сравнение эффективности старых (с токоизмерительным трансформатором) и новых (SmartRectifier™) синхронных выпрямителей


Пример обратноходового преобразователя


  • Блок питания для лэптопа мощностью 120Вт (19.5В, 6.15А) с токовым трансформатором и синхронным выпрямлением на МОП-ключе в корпусе ТО-220
  • Применение SmartRectifier демонстрирует увеличение КПД на 1%
  • Снижение температуры корпуса ключа на 10°С при том же радиаторе
  • Снижение цены системы

Пример применения





  • Не требуется ручная сборка
  • Малое занимаемое пространство дает возможность повысить плотность удельной мощности

2.3. ИС для управления корректором коэффициента мощности типа IR1150


Достоинства изделий компании IR

  • Простота и эффективность решений
  • Способность строить решения с высокой плотностью удельной мощности
  • Малое время от разработки до выхода на рынок
  • Соответствие требований, предъявляемых к коэффициенту мощности и содержанию гармоник в токе потребления в Японии, Европе и Китае
  • Соответствие требований, предъявляемых стандартами 1W, Blue Angel, Energy Star
  • Не требуется контроля напряжения в цепи питания (после выпрямителя)
  • Коэффициент мощности до 0.999
  • Программируемая фиксированная рабочая частота в диапазоне 50…200кГц
  • Драйвер затвора ключа с импульсным выходным током 1.5А
  • Режим работы с управлением по пиковому току
  • Мягкий запуск, защиты от повышенного и пониженного входного напряжения
  • Поцикловая система ограничения пикового тока
  • Для систем большой мощности (> 200Вт):
    - на 40% меньше резисторов и конденсаторов
    - исключение из схемы токового трансформатора
    - на 50% меньшая площадь печатной платы, занимаемая корректором коэффициента мощности
  • Для систем малой мощности (< 250Вт):
    - снижение пиковых значений токов
    - снижение на 40% цены фильтра электромагнитных помех
    - более чем на 16% уменьшение площади платы
    - более чем на 10% увеличение плотности удельной мощности

Семейство контроллеров µPFC изменяет взгляды на решение проблемы обеспечения коэффициента мощности

В IR1150 используется новый, запатентованный метод управления — «контроль в одном цикле, интегратор со сбросом» (One-Cycle Control, integrator with reset), позволяющий получать высокие характеристики, свойственные работе корректора коэффициента мощности (ККМ) в непрерывном режиме, при простоте конструкции и небольшом числе компонентов, свойственных режиму прерывистого тока.
Во внутренней структуре микросхемы не используется традиционный аналоговый умножитель, цепь контроля сетевого напряжения или генератор пилообразного напряжения. Выходной сигнал усилителя ошибки интегрируется в пределах каждого тактового импульса для получения последовательности импульсов пилообразного напряжения с изменяющеся крутизной. Напряжение этих импульсов сравнивается с напряжением ошибки и вычитается из сигнала с датчика тока для получения широтно модулированных сигналов управления затвором ключа.
Контроллер IR1150 способен реагировать на изменение выходного напряжения всего за «один цикл» внутреннего тактового генератора, что обеспечивает превосходные переходные характеристики системы.

Системы большой мощности (> 200Вт)

При высоких мощностих (> 200Вт) для получений высокого КПД и малых размеров системы необходимо использовать режим работы ККМ с непрерывным током. Однако традиционные корректоры КМ, работающие в режиме с непрерывным током и основанные на использовании аналогового умножителя, сложны, требуют многих усилий при разработке и большого числа компонентов в системе, что делает их очень дорогими.

ПриборКорпусVCC [В]IOUT [А]Частота [кГц]Диапазон рабочих температур [°С]Область примененияRoHS
IR1150STRSO-813…221.550…2000…+70Бытовая—
IR1150ISTRSO-813…221.550…200–25…+85Промышленная—
IR1150STRPbFSO-813…221.550…2000…+70БытоваяБез свинца
IR1150ISTRPbFSO-813…221.550…200–25…+85ПромышленнаяБез свинца

Схема применения



В типичном импульсном источнике питания мощностью 1кВт использование нового метода управления («контроль в одном цикле, интегратор со сбросом») позволяет уменьшить на 40% число резисторов и конденсаторов, исключить токовый трансформатор получить экономию 50% площади платы, занимаемой управляющей частью ККМ. Кроме того, IR1150 имеет вход контроля перенапряжения по входному (выходному) напряжению, использование которого обеспечивает повышение надежности защиты систем с большой мощностью.

Системы малой мощности (< 250Вт)

В системах малой мощности (< 250Вт) традиционно используется режим прерывистого тока, что обеспечивает простоту и малую цену решения. Однако, при увеличении мощности до 100Вт и более (т. е. в блоках питания лэптопов и телевизоров с ЖК экраном) системы с прерывистым током становятся становятся чересчур большими из-за высоких значений пиковых токов и необходимости фильтрации электромагнитных помех. Новый метод управления — «контроль в одном цикле, интегратор со сбросом», реализующий режим непрерывного тока, обеспечивает снижение пиковых значений тока и на 43% снижает требования к фильтру электромагнитных помех. Это, в свою очередь, применительно к блоку питания лэптопа мощностью 120Вт, позволяет уменьшить на 16% площадь платы, занимаемую корректором КМ и увеличить плотность удельной мощности на 10%.

Соответствие государственным стандартам по электроэнергии

ИС IR1150 имеет функции мягкого запуска в микромощном режиме и спящего режима, что обеспечивает соответствие требованиям стандартов по эффективности использования электроэнергии, таких, как 1W Standby, Blue Angel и Energy Star.
Метод управления «контроль в одном цикле, интегратор со сбросом», используемый в ИС IR1150, является привлекательным решением для обеспечения законодательных требований к ККМ, отраженных в таких документах, как IEC 1000-3-2 в Европе, JIS C 61000-3-2 в Японии и China Compulsory Certificate (CCC) в Китае для оборудования с мощностью свыше 75Вт. В США пока таких требований нет, однако, соответствующие документы уже готовятся в IEEE.
Даже если исключить необходимость соответствия оборудования государственному законодательству, корректоры КМ с применением ИС IR1150 обеспечивают по крайней мере два следующих преимущества:
  • а) конструктор может разработать единую кониструкцию универсального блока питания для применения по всему мире, что упрощает производство, учет и логистику;
  • б) использование ККМ устраняет гармоники в токе потребления оборудования, уменьшает среднеквадратичное значение тока потребления и, таким образом, позволяет использовать более мощные моторы и насосы без риска срабатывания автоматических выключателей.

Применение

Импульсные AC/DC-преобразователи с мощностью более 75Вт:
  • импульсные источники питания серверов и телекоммуникационного оборудования
  • блоки питания нотбуков, телевизоров с ЖК экраном и персональных компьютеров
  • плазменные телевизоры, мониторы с ЭЛТ
  • персональные видеорекордеры, системы домашних театров
  • офисное оборудование, например, принтеры и фотокопировальные устройства
  • источники питания системных блоков
Системы управления электромоторами и насосами:
  • стиральные и посудомоечные машины
  • кондиционеры
  • насосы для бассейнов и ванн

2.4. Усилители звуковой частоты класса D


Особенности

  • Встроенный аналоговый вход
  • Встроенный ШИМ-модулятор с автогенерацией (гистерезисный метод)
  • Программируемая двухполярная защита от токовой перегрузки со сбросом
  • Уменьшенный уровень шумов при включении и выключении
  • Плавающие входы обеспечивают легкую реализацию полумостовой схемы включения
  • Программирование временных задержек для различных выходных мощностей
  • Высокая устойчивость к помехам
  • Напряжение питания ±100В, что обеспечивает выходную мощность до 500Вт
  • Частота ШИМ до 800кГц
  • 16-выводной корпус DIP или SOIC
ИС IRS2092 представляет собой схему управления для высококачественных усилителей класса D средней мощности (до 500Вт), используемых в домашних кинотеатрах, стереосистемах, активных громкоговорителях, музыкальных инструментах и в профессиональной аудиотехнике. В состав ИС входят ШИМ-модулятор и схема защиты от токовых перегрузок.
Основанная на полумостовой топологии, эта новая микросхема объединяет в себе следующие узлы, необходимые для усилителей класса D: усилитель ошибки, компаратор ШИМ, драйверы затворов ключей и надежные цепи защиты. В результате эта компактная 16-выводная микросхема обеспечивает высокую помехоустойчивость, уменьшенные щелчки при включении и выключении, широкий диапазон выходных мощностей при значительном упрощении решения таких обычно сложных и трудоемких задач, как защита от перегрузок.
Главными особенностями ИС IRS2092 являются аналоговый ШИМ-модулятор с частотой до 800кГц, программируемая двухполярная защита от перегрузок по току со сбросом, защита от работы при пониженном напряжении питания и программирование мёртвого времени для уменьшения нелинейных искажений.

МОП-ключи для цифровых аудиосистем

ИС IRS2092 можно использовать совместно с МОП-ключами компании IR, предназначенными для применения в цифровых аудиосистемах с выходной мощностью от 50 до 500Вт. Эти МОП-ключи оптимизированы для обеспечения наилучших значений таких параметров и характеристик как КПД, уровень нелинейных искажений и электромагнитные помехи. Более детальная информация представлена в справочных документах на МОП-ключи, доступных в режиме онлайн по адресу www.irf.com.
Набор компонентов, составляющий усилитель класса D, занимает намного меньше места по сравнению с конструкцией услителя класса АВ. Так, при выходной мощности 100Вт, использование IRS2092 и МОП-ключей IRF6645 DirectFET® позволяет уменьшить площадь платы на 60% и исключить 20% компонентов, применяемых в традиционной конструкции.
Использование средств разработки IRAUDAMP5 ускоряет конструировние и оценку результатов. Базовая конструкция двухканального полумостового усилителя с выходной мощностью 120Вт на основе IRS2092 и МОП-ключей IRF6645 DirectFET может быть «масштабирована» по мощности и числу каналов. При этом, в нормальных условиях эксплуатации, радиаторы не требуются. КПД усилителя составляет 96% при 120Вт выходной мощности, нелинейные искажения и шумы составляют 0.005% при выходной мощности 60Вт на нагрузке 4Ом.


Спецификации на ИС

ПриборНапряжение питания [В]Выходной ток драйверов затворов (втекающий/вытекающий) [А]Напряжение питания (с учетом блокировки при его пониженном значении) [В]Выходное напряжение [В]Значения программируемых временных задержек [нс]Напряжение сигналов на логическом входе [В]
IRS2092(S)PBF1)±1001.2/1.010…1810…1825/45/75/1053.3/5.0
IRS2093MPBF2)±1000.6/0.510…1510…1545/65/85/1053.3/5.0
IRS2011(S)PBF2001/110…2010…20—3.3/5.0
IRS20124SPBF3)2001.2/1.010…1810…1815/25/35/453.3/5.0
IRS20955SPBF4)200/±1001.2/1.010…1810…1815/25/35/453.3/5.0
IRS20957SPBF5)200/±1001.2/1.010…1510…1515/25/35/803.3/5.0

1) Полностью интегрированный чип, содержит компаратор, схему сдвига уровня, драйверы, схему защиты.
2) Полностью интегрированный 4-канальный чип.
3) Драйвер верхнего и нижнего ключа со схемой защиты.
4) Драйвер верхнего и нижнего ключа, схема защиты, схема сдвига уровня.
5) Отличается от IRS20955SPBF наличием схемы ограничения минимальной ширины импульса, что позволяет использовать микросхему в схемах с автогенерацией и исключает срыв генерации при большом размахе сигнала.

МОП-ключи для цифровых аудиосистем

DirectFET®

Максимальная мощность [Вт]Без радиатораС радиатором
4Ом8Ом4Ом8Ом
50…100IRF6645IRF6665IRF6665IRF6665
100…120IRF6645IRF6645IRF6775M
120…200IRF6645IRF6775M
200…250IRF6775MIRF6785M

Семейство IRFx

Максимальная мощность [Вт]Корпус4Ом8Ом
50…60TO-220-5 Full-PakIRFI4024H-117PIRFI4212H-117P
TO-220—IRFB4212PBF
60…100TO-220-5 Full-PakIRFI4212H-117PIRFI4212H-117P
TO-220IRFB4212PBFIRFB4212PBF
100…200TO-220-5 Full-PakIRFI4212H-117PIRFI4019H-117P
TO-220IRFB4212PBFIRFB4019PBF
200…300TO-220-5 Full-PakIRFI4019H-117PIRFI4020H-117P
TO-220IRFB4019PBFIRFB4020PBF
300…500TO-220-5 Full-Pak
TO-220IRFB4227PBFIRFB4229PBF

Cредства разработки усилителей класса D

IRAUDAMP5: двухканальный полумостовой усилитель класса D мощностью 120Вт в каждом канале
  • 120Вт×2канала (КНИ=1%, 1кГц)
  • КНИ + шумы=0.005% при POUT=60Вт, RL=4Ом
  • Искажения, измеренные по методике IHF-A с фильтром AES-17 — 170мкВ
  • КПД 96% при POUT=120Вт, RL=4Ом
  • Защита от перегрузки по току и напряжению, от перегрева и от протекания через нагрузку постоянного тока
  • Полумостовая топология с автогенерацией и возможностью внешней синхронизации
  • Используются контроллер IRS2092S и МОП-ключи IRF6645 семейства DirectFET
IRAUDAMP4: двухканальный полумостовой усилитель класса D мощностью 120Вт в каждом канале
  • 120Вт×2канала (КНИ=1%, 1кГц)
  • КНИ + шумы=0.004% при POUT=60Вт, RL=4Ом
  • Шумы, измеренные по методике IHF-A с фильтром AES-17 — 170мкВ
  • КПД 96% при POUT=120Вт, RL=4Ом
  • Защита от перегрузки по току и напряжению, от перегрева и от протекания через нагрузку постоянного тока
  • Полумостовая топология с автогенерацией и возможностью внешней синхронизации
  • Используются контроллер IRS20955S и МОП-ключи IRF6645 семейства DirectFET

2.5. Датчики тока


Особенности

  • Плавающий потенциал входа до +1200В
  • Монолитное исполнение
  • Линейная передаточная характеристика
  • Выходные сигналы с ШИМ-модуляцией, обеспечивающие легкое сопряжение с другими устройствами
  • Аналоговые выходные сигналы (только у IR2177 и IR2277)
  • Отдельный быстродействующий выход токовой перегрузки
  • Высокая устойчивость к синфазным помехам
  • Защита входа от перегрузок по напряжению, которые могут возникнуть в режимах короткого замыкания
  • Выходы с открытым стоком

ИС для контроля тока в обмотках электромоторов

Семейство ИС IR217x/IR227x представляет собой монолитные датчики тока, предназначенные для применения в системах управления электромоторами. Эти микросхемы преобразуют падение напряжения на внешнем резисторе, обусловленное протеканием через него фазного тока электромотора, в аналоговый или цифровой сигнал, пригодный для использования в низковольтных цепях. В этих ИС используется запатентованная компанией IR технология высоковольтной изоляции, обеспечивающая широкий диапазон напряжений обрабатываемых сигналов. Выходной сигнал может представлять собой как последовательность широтно-модулированных импульсов (удобных при отсутствии в системе АЦП), так и аналоговый сигнал, «привязанный» к внешнему опорному напряжению, что упрощает его дальнейшую обработку с помощью АЦП. Способность обнаружения токовой перегрузки у IGBT упрощает их защиту от короткого замыкания. Цифровые выходы с открытым стоком в IR2175, IR2177, IR2277, IR21771 и IR22771 позволяют легко сопрягать эти микросхемы с цепями с логическими уровнями от 3.3 до 15В. Самоподстраивающиеся аналоговые выходы IR2177 и IR2277 легко сопрягаются с входами АЦП, работающими в диапазоне от 3 до 12.5В.
Интегрированная конструкторская платформа iMOTION™ обеспечивает разработчика всем необходимым для разработки систем управления электромоторами с регулировкой скорости вращения вала. От передней панели блока управления до выводов подключения к электромотору платформа iMOTION™ включает в себя модели цифровых, аналоговых и силовых компонентов, а также описания алгоритмов, программное обеспечение и средства конструирования.

ПриборКорпусНапряжение питания [В]Без свинцаНаличие аналогового выходаНаличие цифрового выходаНаличие выхода перегрузки по токуVIN [мВ]Рабочий цикл [%]Напряжение питания [В]
МинМакс
IR2175
IR2175S		PDIP-8
SOIC-8		600естьнетестьесть±2607939.5…20
IR2177SSOIC-16600естьестьестьесть±25010308…20
IR21771SSOIC-16600естьнетестьесть±25010308…20
IR2277SSOIC-161200естьестьестьесть±25010308…20
IR22771SSOIC-161200естьнетестьесть±25010308…20

2.6. Цифровые схемы управления


Применение

  • В комнатных и монтируемых на стене кондиционерах
  • В стиральных машинах
  • В вентиляторах и насосах

Особенности

  • Одновременное, не требующее датчиков управление двумя электромоторами с постоянными магнитами и корректором коэффициента мощности (ККМ)
  • Motion Control Engine устраняет необходимость наличия программного контроля
  • Пользовательские программы выполняются на микропроцессоре производительностью 60MIPS

Преимущества

  • Упрощение конструкции
  • Ускорение разработки и сокращение времени выхода на рынок
  • Устраняется необходимость применения внешнего микроконтроллера

Интегрированная конструкторская платформа iMOTION компании IR

Интегрированная конструкторская платформа iMOTION™ обеспечивает разработчика всем необходимым для разработки систем управления электромоторами с регулировкой скорости вращения вала. От передней панели блока управления до выводов подключения к электромотору платформа iMOTION™ включает в себя модели цифровых, аналоговых и силовых компонентов, а также описания алгоритмов, программное обеспечение и средства проектирования. Новейшие цифровые ИС семейства iMOTION были разработаны с включением в их состав микроконтроллера и встроенных систем Analog Signal Engine™ совместно с Motion Control Engine™, что дает возможность одновременного управления без применения датчиков двумя электромоторами с постоянными магнитами и корректором коэффициента мощности.

НазначениеПриборКорпусУправлениеАналоговые функцииПамятьВходы/выходыИнтерфейс
КондиционерыIRMCF312QFP1002мотора, корректор КМ, внешние входы/выходы12-битный, 11-канальный АЦП, сброс при включении, защита от пониженного напряжения, аналоговый сторожевой таймерПрограммируемое ОЗУ 48Кбайт, ОЗУ данных 8Кбайт36цифровых входов/выходов, 1вход захвата, 4таймераRS232×2 I2C/SPI
КондиционерыIRMCF311QFP642мотора, корректор КМ, минимальный набор выводов для управления моторами12-битный, 6-канальный АЦП, сброс при включении, защита от пониженного напряжения, аналоговый сторожевой таймерПрограммируемое ОЗУ 48Кбайт, ОЗУ данных 8Кбайт20цифровых входов/выходов, 1вход захвата, 4таймераRS232×2 I2C/SPI
Стиральные машиныIRMCF341QFP641мотор, корректор КМ внешние входы/выходы12-битный, 8-канальный АЦП, сброс при включении, защита от пониженного напряжения, аналоговый сторожевой таймерПрограммируемое ОЗУ 48Кбайт, ОЗУ данных 8Кбайт24цифровых входа/выхода, 1вход захвата, 4таймераRS232 I2C/SPI
НасосыIRMCF371QFP481мотор, внешние входы/выходы12-битный, 4-канальный АЦП, сброс при включении, защита от пониженного напряжения, аналоговый сторожевой таймерПрограммируемое ОЗУ 48Кбайт, ОЗУ данных 8Кбайт6цифровых входов/выходов, 1вход захвата, 4таймераRS232 I2C/SPI

2.7. Высоковольтные ИС (HVIC)


Общие сведения о высоковольтных ИС

  • Высоковольтные интегральные микросхемы предназначены для приема низковольтных сигналов управления, усиления этих сигналов и затем управления одним или несколькими силовыми ключами (МОП-транзисторами или IGBT)
  • Для многих видов силового электрооборудования (системы освещения, схемы управления электромоторами и т.д.) требуется один или несколько ключей, коммутирующих высокое напряжение. В этих случаях необходимо применять технику высоковольтного сдвига уровня сигналов управления ключами.
  • Технология высоковольтного сдвига уровня сигналов, запатентованная компанией IR, обеспечивает решение этой задачи в форме компактных, устойчивых к внешним воздействиям и экономичных конструкций

Высоковольтные драйверы затворов (HVIC)

Драйверы затворов МОП-ключей и IGBT производства компании IR представляют собой наиболее простые, миниатюрные и дешевые изделия, позволяющие управлять силовыми ключами при напряжении до 1200В и мощности до 12кВт, и позволяют уменьшить на 30% число элементов и на 50% площадь платы по сравнению с решениями с использованием дискретных элементов и оптронами или трансформаторами для гальванической развязки. С использованием всего нескольких дополнительных элементов эти драйверы обеспечивают высокую скорость переключения ключей при высокой устойчивости к внешним воздействиям и низкой рассеиваемой мощности.
Драйверы управления затворами МОП-транизисторов и IGBT принимают логические сигналы с выходов цифровых сигнальных процессоров, микроконтроллеров или других логических схем и генерируют напряжения и токи, необходимые для включения и выключения ключей. Типовые уровни логических сигналов управления составляют 3.3В. Все силовые драйверы компании IR являются совместимыми с КМОП-логическими сигналами и, в большинстве, с ТТЛ-сигналами. Импульсные значения выходных токов достигают 4А.

Применение высоковольтных драйверов затворов упрощает конструкцию



Управление затвором МОП-транзистора или IGBT, используемого в качестве верхнего ключа в полумостовой или трехфазной мостовой схемах, диктует необходимость использования управляющего напряжения, подаваемого на затвор ключа относительно его истока или эмиттера, имеющих потенциал, отличный от потенциала земли. Потенциал истока (эмиттера) верхнего ключа может достигать почти напряжения шины питания или максимально допустимого напряжения МОП-транзистора или IGBT, достигающего 600 и более вольт в схемах управления электромоторами, системах освещения и импульсных источниках питания. В драйверах компании IR используется патентованная технология сдвига уровня для высоковольтных применений, только IR предлагает драйверы на 1200В на основе данной технологии.
Применение этих ИС упрощает конструкции систем за счет увеличения степени интерграции функциональных узлов. В них используются дешевые схемы формирования напряжения питания драйверов верхних ключей типа bootstrap, в то время как для цепей с оптронами обычно требуются вспомогательные источники питания. Для обеспечения гибкости конструкции и минимизации сквозных токов ИС снабжены одним или двумя входами программирования мёртвого времени для драйверов верхних и нижних ключей полумостовой конфигурации, так и в трехфазной конфигураии.



Особенности:
  • 600- и 1200-В драйвер затворов нескольких МОП-транзисторов и IGBT в виде одной ИС
  • Многообразные конфигурации
  • Одиночный драйвер верхнего ключа
  • Драйвер полумоста
  • Драйвер трехфазного моста
  • Выходной ток до ±4.0А, обеспечивающий быстрое переключение ключей
  • Встроенные цепи защиты и обратной связи
  • Возможность контролировать мёртвое время
  • Устойчивость к помехам со скоростью нарастания напряжения до 50В/нс
  • Возможно мягкое включение
  • Для питания драйверов верхних ключей используется недорогая схема вольтодобавки (bootstrap)
  • Совместимость входов с КМОП- и низковольтной ТТЛ-логикой

Типовая схема применения


Драйверы трехфазных мостов

ПараметрIR2130IR2131IR2132IR2133IR2135IR2136IR21362
Напряжение питания [В]600600600600600600600
Наличие входа компаратора общего назначенияестьестьестьестьестьестьесть
Блокировканетнетнетестьестьнетнет
Блокировка при токовой перегрузкеестьестьестьестьестьестьесть
Логический вход включения блокировкинетестьнетестьестьнетнет
Входная логика
Совместимость логики [В]2.52.52.52.52.53.33.3
Инвертирующие входы включения верхних и нижних ключейестьестьестьестьестьесть
Инвертирующие входы включения нижних ключей, неинвертирующие входы включения нижних ключейесть
Выходы
Выходное напряжение [В]10…2010…2010…2010…20, 12…2010…20, 12…2010…2011.5…20
Импульсный ток короткого замыкания выхода при ВЫСОКОМ состоянии [мА]200250200250250200200
Импульсный ток короткого замыкания выхода при НИЗКОМ состоянии [мА]420500420500500350350
Схема защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]8.358.78.358.610.48.910.4
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]7.958.37.958.29.48.29.4
Гистерезис напряжения питания драйверов верхних ключей [В]———0.410.71
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]98.798.610.48.910.4
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]8.78.38.78.29.48.29.4
Гистерезис напряжения питания драйверов нижних ключей [В]———0.410.71
Временные параметры
Время задержки при включении [нс]6751300675750750425425
Время задержки при выключении [нс]425600425700700400400
Время задержки при включении блокировки [нс]700750750
Время нарастания при включении [нс]8080809090125125
Время спада при выключении [нс]35403540405050
Соответствие времен включения и выключения верхних и нижних ключей [нс]4040
Мёртвое время [нс]2500700800250250290290
Соответствие временных задержек [нс]2525
Время задержки сигнала от входа контроля токовой перегрузки до выходов драйверов [нс]660700660850850750750
Время бланкирования [нс]400400400400400150150
Время задержки сигнала от входа контроля токовой перегрузки до выхода индикации перегрузки [нс]590700590650650600600

Драйверы трехфазных мостов (продолжение)

ПараметрIR21363IR21365IR21366IR21367IR21368IR2233IR2235
Напряжение смещения [В]60060060060060012001200
Наличие входа компаратора общего назначенияЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
БлокировкаНетНетНетНетНетЕстьЕсть
Блокировка при токовой перегрузкеЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Логический вход включения блокировкиНетНетНетНетНетЕстьЕсть
Входная логика
Совместимость логики [В]3.33.33.33.33.32.52.5
Инвертирующие входы включения верхних и нижних ключейЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Инвертирующие входы включения нижних ключей, неинвертирующие входы включения нижних ключей
Выходы
Выходное напряжение [В]12…2012…2012…2012…2010…2010…20, 12…2010…20, 12…20
Импульсный ток короткого замыкания выхода при ВЫСОКОМ состоянии [мА]200200200200200250250
Импульсный ток короткого замыкания выхода при НИЗКОМ состоянии [мА]350350350350350500500
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]11.111.111.111.18.98.610.4
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]10.910.910.910.98.28.29.4
Гистерезис напряжения питания драйверов верхних ключей [В]0.20.2---0.41
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]11.111.111.111.18.98.610.4
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]10.910.910.910.98.28.29.4
Гистерезис напряжения питания драйверов нижних ключей [В]0.20.2---0.41
Временные параметры
Время задержки при включении [нс]425425250250425750750
Время задержки при выключении [нс]400400180180400700700
Время задержки при включении блокировки [нс]750750
Время нарастания при включении [нс]1251251251251259090
Время спада при выключении [нс]50505050504040
Соответствие времен включении и выключения верхних и нижних ключей [нс]4040404040
Мёртвое время [нс]290290290290290250250
Соответствие мёрвого времени [нс]2525252525
Время задержки сигнала от входа контроля токовой перегрузки до выходов драйверов [нс]750750750750750850850
Время бланкирования [нс]150150150150150400400
Время задержки сигнала от входа контроля токовой перегрузки до выхода индикации перегрузки [нс]600600600600600650650

Преимущества изделий компании IR

  • Минимальное мёртвое время 500нс обеспечивает возможность работы на частотах плоть до 100кГц
  • Увеличен диапазон управления скоростью вращения вала электромотора и его крутящего момента
  • Конструкция драйверов обладает повышенной устойчивостью к внешним воздействиям
  • Малая рассеиваемая мощность
  • По сравнению с решением, основанным на применении оптронов для гальванической развязкой:
  • На 30% уменьшено число компонентов и на 50% меньше площадь печатной платы
  • Не требуется вспомогательный источник питания
  • В 10раз меньше времена задержки переключения (±50нс)
  • Отсутствует деградация параметров и характеристи со временем
  • Короче время прохождения сигнала токовой перегрузки (1.5мкс против 6мкс)
  • Уменьшены излучение электромагнитных помех и амплитуда бросков напряжения

Применение


  • Схемы управления электромоторами
  • Пускорегулирующие устройства для газоразрядных ламп
  • Импульсные источники питания
  • Автоэлектроника
  • Плазменные дисплеи

Высоковольтные драйверы с усовершенствованной схемой защиты от перегрузки по току

ПараметрДля полумостовДля трехфазных мостов
IR2114IR21141IR2214IR22141IR21381IR2238IR22381
Напряжение питания [В]6006001200120060012001200
Режим торможенияНетНетНетНетЕстьЕстьЕсть
Наличие входа компаратора общего назначенияНетНетНетНетНетНетНет
Программирование мёртвого времениНетНетНетНетЕстьЕстьЕсть
Цепь контроля выхода ключа из насыщенияЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Активное смещение при выходе ключа из насыщенияНетЕстьНетЕстьЕстьНетЕсть
Мягкая блокировка при выходе ключа из насыщенияЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Наличие блокировкиЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Вход внешней блокировкиНетНетНетНетЕстьЕстьЕсть
Входная логика
Совместимость логики управления [В]2.52.52.52.52.52.52.5
HIN, LINЕстьЕстьЕсть
HIN, LINЕстьЕстьЕстьЕсть
Выходы
Выходное напряжение [В]10.4…2010.4…2010.4…2010.4…2012.5…2012.5…2012.5…20
Импульсный ток короткого замыкания выхода при ВЫСОКОМ состоянии [мА]2000200020002000350350350
Импульсный ток короткого замыкания выхода при НИЗКОМ состоянии [мА]3000300030003000540540540
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]10.210.210.210.211.211.211.2
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]9.39.39.39.310.210.210.2
Гистерезис напряжения питания драйверов верхних ключей [В]0.90.90.90.9111
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]10.210.210.210.211.211.211.2
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]9.39.39.39.310.210.210.2
Гистерезис напряжения питания драйверов нижних ключей [В]0.90.90.90.9111
Временные параметры
Время задержки при включении [нс]440440440440550550550
Время задержки при выключении [нс]440440440440550550550
Время задержки при включении блокировки [нс]600600600
Время нарастания при включении [нс]24242424808080
Время спада при выключении [нс]7777252525
Мёртвое время [нс]330330330330100-5000100-5000100-5000
Соответствие мёртвого времени[нс]75 (max)75 (max)75 (max)75 (max)125 (max)145 (max)125 (max)
Контроль насыщения ключа
Высокий уровень порогового напряжения входа контроля насыщения ключа [В]8888888
Низкий уровень порогового напряжения входа контроля насыщения ключа [В]7777777
Гистерезис порогового напряжения входа контроля насыщения ключа [В]1111111
Входной ток входов DSH и DSL при ВЫСОКОМ входном уровне [мкА]21212121151515
Входной ток входов DSH и DSL при НИЗКОМ входном уровне [мкА]–160–160–160–160–1500.1–150
Входной ток входов DSH и DSL [мкА]–20–20–11.1–11.1
Параметры входа BR
Максимально допустимый положительный ток выхода BR [мВ]707070
Максимально допустимый отрицательный ток выхода BR [мВ]125125125
Падение напряжения на выходе BR при высоком ВЫХОДНОМ уровне [мВ]60003006000
Остаточное выходное напряжение на выходе BR при НИЗКОМ уровне [мВ]30001503000

Полумостовые драйверы

ПараметрIRS2003IRS2004IRS2103IRS2104IRS2108IRS21084IRS2109IRS21094IRS2111IRS2183IRS21834IRS2184IRS21844IRS2302IRS2304IRS2308
Напряжение питания [В]200200600600600600600600600600600600600600600600
Согласование времен переключенияЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Программирование мёртвого времениНетНетНетНетНетЕстьНетЕстьНетНетЕстьНетЕстьНетНетНет
Наличие входа блокировкиНетНетНетЕстьНетНетЕстьЕстьНетНетНетЕстьЕстьЕстьНетНет
Входная логика
Напряжение логических сигналов [В]3.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 1510…203.3, 53.3, 53.3, 53.3, 53.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 15
HIN, LIN/NЕстьЕстьЕстьЕсть
HIN/N, LINЕстьЕсть
HIN, LINЕстьЕстьЕстьЕсть
INЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Выходы
Выходное напряжение [В]10…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…20
Выходной ток положительной полярности [мА]2902902902902902902902902901900190019001900290290290
Выходной ток отрицательной полярности [мА]6006006006006006006006006002300230023002300600600600
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]8.98.98.98.98.68.98.98.98.94.18.98.9
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]8.28.28.28.28.28.28.28.28.23.88.28.2
Гистерезис напряжения питания драйверов верхних ключей [В]0.70.70.70.70.70.70.70.70.30.70.7
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]8.98.98.98.98.98.98.98.98.68.98.98.98.94.18.98.9
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]8.28.28.28.28.28.28.28.28.28.28 28 28 23 88 28 2
Гистерезис напряжения питания драйверов нижних ключей [В]0.70.70.70.70.70.70.70.70.30.70.7
Временные параметры
Время задержки при включении [нс]680680680680220220750750750180180680680750150220
Время задержки при выключении [нс]150150150150200200200200150220220270270200150200
Время задержки при включении блокировки [нс]160160200200180180200
Время нарастания при включении [нс]70707070100100100100754040404010070100
Время спада при выключении [нс]35353535353535353520202020353535
Соответствие времен включении и выключения верхних и нижних ключей [нс]60 (max)60 (max)60 (max)60 (max)70 (max)70 (max)3035 (max)35 (max)90/4090/4050 (max)
Мёртвое время [нс]520520520520540540…5000540540…5000650400400…5000400400…5000540100540
Соответствие мёртвого времени[нс]60 (max)60…60060 (max)60…6005050…6005050…60060 (max)60 (max)

Драйверы верхних и нижних ключей

ПараметрIR2213IRS2001IRS2101IRS210(6,64)IRS2110IRS2112IRS2113IRS218(1,14)IRS218(6,64)IRS2301
Напряжение питания [В]1200200600600500600600600600600
Согласование времен переключенияестьестьестьестьестьестьестьестьестьесть
Наличие входа блокировкиестьнетнетнетестьестьестьнетнетнет
Двухполярное питаниенетнетнетнетестьестьестьнетнетнет
Входная логика
Напряжение логических сигналов [В]3.3…203.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3…203.3…203.3…203.3, 53.3, 53.3, 5, 15
HIN, LINестьестьестьестьестьестьестьестьестьесть
Выходы
Выходное напряжение [В]12…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…2010…20
Выходной ток положительной полярности [мА]20002902902902500290250019004000290
Выходной ток отрицательной полярности [мА]25006006006002500600250023004000600
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]10.28.98.68.58.68.98.94.1
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]9.38.28.28.18.28.28.23.8
Гистерезис напряжения питания драйверов верхних ключей [В]0.70.70.70.3
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]10.28.98.98.98.58.68.58.98.94.1
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов нижних ключей [В]9.38.28.28.28.28.28.28.28.23.8
Гистерезис напряжения питания драйверов нижних ключей [В]0.70.70.70.3
Временные параметры
Время распространения при включении [нс]280160160220130135130180170220
Время задержки при выключении [нс]225150150200120130120220170200
Время задержки при включении блокировки [нс]230130130130
Время нарастания при включении [нс]2570701002575254022100
Время спада при выключении [нс]17353535173517201835
Соответствие времен включении и выключения верхних и нижних ключей [нс]30 (max)50 (max)50 (max)30 (max)10 (max)30 (max)20 (max)35 (max)35 (max)50 (max)

Драйверы верхних ключей

ПараметрIRS2117IRS2118IRS2127IRS21271IRS2128IRS21281IRS21851
Напряжение питания [В]600600600600600600600
Наличие цепей контроля токанетнетестьестьестьестьнет
Блокировка при токовой перегрузкеестьестьестьесть
Наличие информационного выходаестьестьестьесть
Входная логика
Напряжение логических сигналов [В]15153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5, 153.3, 5
Неинвертирующий входестьестьестьесть
Инвертирующий входестьестьесть
Выходы
Выходное напряжение [В]10…2010…2012…209…2012…209…2010…20
Выходной ток положительной полярности [мА]2902902502502502504000
Выходной ток отрицательной полярности [мА]6006005005005005004000
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Цепи защиты от работы при пониженном напряжении питания
Пороговое напряжение при увеличении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]8.68.610.37.210.37.28.9
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания драйверов верхних ключей [В]8.28.296.896.88.2
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания [В]8.68.68.9
Пороговое напряжение при уменьшении напряжения питания [В]8.28.28.2
Временные параметры
Время задержки при включении [нс]125125150150150150160
Время задержки при выключении [нс]105105150150150150160
Время нарастания при включении [нс]75758080808015
Время спада при выключении [нс]35354040404015
Время задержки при включении блокировки [нс]750750750750
Время задержки сигнала контроля тока [нс]65656565
Время задержки при включении информационного выхода [нс]270270270270
Пороговое напряжение компаратора контроля тока [мВ]25018002501800

2.8. Многокристальные модули семейства iPOWIR



Многокристальные модули, подобные изделиям семейства iPOWIR™, объединяют в себе силовые ключи, схемы управления и некоторые пассивные элементы и используются как своеобразные интеллектуальные строительные кирпичи, упрощающие конструкции низковольтных преобразователей напряжения последнего поколения. При этом также достигается увеличение КПД и плотность удельной мощности. Компания IR осуществила подбор наиболее подходящих компонентов (силовых ключей, схем управления и пассивных компонентов) для таких модулей и разработал топологию связей между ними, что обеспечивает оптимальные решения в одном корпусе. Разработка узлов аппаратуры с использованием многокристальных модулей семейства iPOWIR требует намного меньше усилий, чем при применении дискретных компонентов.

Особенности

Полная функциональная законченность: все силовые ключи, их драйверы и схема управления для понижающего синхронного преобразователя напряжения интегрированы в одном корпусе.
Многофазность: набор силовых ключей, их драйверов и схемы управления позволяет реализовать многофазный понижающий преобразователь напряжения

Выигрыш, достигаемый при использовании модулей iPOWER™

  • Уменьшение числа компонентов на 90%
  • Значительное уменьшение размеров: до 60% меньше, чем при использовании дискретных компонентов
  • Опции: однофазный преобразователь с одним или двумя выходами и многофазный преобразователь
  • Конструкция, при которой минимизирована чувствительность к качеству трассировки
  • Сокращение времени от начала разработки до выхода на рынок
  • Повторяемые от прибору к прибору потери

Полная функциональная законченность включает в себя:

  • Защелкивание или икающий режим при токовой перегрузке
  • Возможность внешней синхронизации
  • Независимый вывод мягкого запуска
  • Защиту от перегрузки по напряжению
  • Тепловую защиту

Применение полнофункциональных приборов

Неизолированные понижающие преобразователи для локальных преобразователей:
  • Программируемые логические матрицы (FPGA) и специализированные ИС (ASIC) с сдвоенным питанием (ядро и входы/выходы)
  • Шины питания периферийных устройств, расположенных на малом удалении (ток до 15А)
  • Одиночные узлы локальных преобразователей (до 30А)
  • истемы с распределенным питанием или шины питания вторичных преобразователей в локальных преобразователях

Упрощенная схема модуля


Спецификации

ПриборКорпусVIN [В]VIN [В]IOUT при двустороннем отводе тепла [А]Рабочая частота [кГц]
iP1201BGA
9.25×15.5×2.6мм		3.14…5.50.8…2.5 при VIN=3.3В, 0.8…3.3 при VIN=5В15 (два канала), 30 (один канал)200…400
iP1202BGA
9.25×15.5×2.6мм		5.5…13.20.8…5 при VIN=12В, 0.8…3.3 при VIN≤ 6В15 (два канала), 30 (один канал)200…400
iP1203LGA
9×9×2.3мм		5.5…13.20.8…8 при VIN=12В15 (два канала)200…400
iP1206LGA
15×9.25×1.97мм		7.5…14.50.8…5.5 при VIN=12В30 (два канала)200…600

Многофазные приборы имеют:

  • Выходной ток до 40А
  • Рабочую частоты 300…1000кГц
  • КПД до 92%

Применение многофазных приборов

  • В многофазных синхронных понижающих преобразователях с большим выходным током для питания мощных центральных процессоров в серверах и десктопах
  • В сетевых процессорах и специализированных ИС (ASIC), используемых при работе с сетями

Упрощенная схема применения модуля iPOWIR™






Модули семейства iP200х представляют собой функционально законченные «строительные кирпичи» для построения многофазных понижающих преобразователей напряжения, которые используются в мощных центральных процессорах с тактовой частотой гигагерцового диапазона в вычислительных и коммуникационных системах верхнего уровня. Основанные на технологии IR iPOWIR™, модули семейства iP200х объединяют в одном корпусе силовые ключи, драйверы и пассивные компоненты, расположение которых вблизи активных компонентов играет важное значение, с тем, чтобы получить в конечном счете понижающий многофазный преобразователь с синхронным выпрямлением. Приборы выпускаются в корпусах типа BGA и LGA.
Центральные процессоры гигагерцового диапазона и специализированные ИС (ASIC), используемые в вычислительных системах верхнего уровня требуют для своего питания низких напряжений, больших токов, быстродействия источника питания при изменяющейся нагрузки, и все это в условиях ограниченного пространства на печатной плате. Размеры внешних элементов, их число и площадь платы можно уменьшить путем увеличения рабочей частоты преобразователя. Однако увеличение плотности удельной мощности и рабочей частоты может привести к увеличению требований к качеству трассировки печатной платы и повышению паразитных потерь.
Технологическая платформа iPOWIR позволяет извлечь выгоду от использования запатентованных многокристальных безвыводных корпусов, открывая путь к новым уровням плотности удельной мощности и обеспечивая требования к характеристикам компьютеров будущего. Технология iPOWIR является примером мастерства IR во всех областях управления электроэнергией и дает намного больше, чем просто увеличение степени интеграции. Эталонные по своему качеству силовые ключи согласованы со схемой их управления, оптимизирован корпус изделия и в целом создана его передовая конструкция. Только комбинация всех этих аспектов вместе дает в результате миниатюрное и удобное для применения решение.
Интеграция, уменьшающая паразитные потери, позволяет изделиям семейства iP200х достичь наибольшего КПД при больших нагрузках, в то время как маленькие корпуса типов BGA и LGA позволяют уменьшить размер занимаемой преобразователем площади платы. Время разработки и усилия, сопряженные с ней, сокращаются благодаря тому, что один прибор семейства iP200х заменяет до 10 дискретных компонентов, требуемых на каждую фазу преобразователя, и при том значительно уменьшается общее число компонентов в системе. Для построения полнофункционально многофазного понижающего преобразователя с использованием приборов семейства iP200х требуется только одна многофазная схема ШИМ-управления, входные и выходные конденсаторы и выходные дроссели.

Спецификации

ПриборКорпусVIN[В]VDD [В]VOUT [В]IOUT [А]Рабочая частота [кГц]
iP2001BGA
11×11×3мм		5…1250.8…2.520250…1000
iP2002BGA
11×11×2.6мм		2.5…1250.8…530250…1000
iP2003ALGA
11×9×2.2мм		3…13.250.8…8.040300…1000
iP2005ALGA
7.7×7.7×1.7мм		6.5…13.250.8…5.540250…1500

2.9. ИС для управления люминесцентными лампами




ПриборОписание
IRS2153DИС IRS2153D представляет собой усовершенствованную версию популярной схемы управления затворами ключей типа IR2153 и содержит встроенный бутстрепный диод и цепь защиты от работы при пониженном напряжении с гистерезисом 2В.
IR2520DКонтроллер для пускорегулирующего устройства (ПРА) с напряжением питания до 600В, адаптивным переключением ключей при нулевом напряжении, защитой по уровню пик-фактора от перегрузки по току и встроенным бутстрепным диодом. Корпус Dip - 8.
IR2156Высоковольтный драйвер полумоста с программируемым генератором тактовой частоты для электронного ПРА с программируемыми режимами работы и встроенными цепями защиты.
IR21571Полностью интегрированная и защищенная ИС для управления ПРА люминесцентных ламп и газоразрядных ламп высокого давления с рабочим напряжением до 600.
IR21592/IR21593Контроллер полумоста для ПРА с регулировкой яркости свечения люминесцентной лампы с рабочим напряжением до 600В.
IRS2166DИС IRS2166D является усовершенствованной версией ИС типа IR2166; представляет собой полностью интегрированную схему управления ПРА для люминесцентных ламп с корректором коэффициента мощности в 16-выводном корпусе.
IRS2168DIRS2168D представляет собой полностью интегрированную схему управления ПРА для люминесцентных ламп с корректором коэффициента мощности в 16-выводном корпусе. Имеет универсальный вход и может использоваться для управления несколькими лампами.

Параметры

ПрограммируемостьIRS2153DIR2520DIR2156IR21571IR21592/3IRS2166DIRS2168D
Программируемое время прогрева электродов—ЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Программируемая частота во время прогрева электродов——ЕстьЕсть—ЕстьЕсть
Обратная связь по току прогрева электродов————Есть——
Обратная связь по току в режиме зажигания——————Есть
Программируемая стартовая частотаЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Программируемое мёртвое время——ЕстьЕсть—Есть—
ОсобенностиIRS2153DIR2520DIR2156IR21571IR21592/3IRS2166DIRS2168D
Фиксированное мёртвое время [мкс]1.11.5——1.8/1.0—1.6
Защита от перегрузок по току—ЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Защита от работы при пониженном токе———Есть———
Защита от бросков напряжения—ЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Защита от работы при обрыве электродов лампы—ЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Защита от провалов напряжения питания—ЕстьЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Тепловая защита———ЕстьЕсть——
Вход блокировки——ЕстьЕстьЕстьЕстьЕсть
Возможность регулировки яркости————Есть——
Детектор зажигания лампы————Есть——
Счетчик отказов——————Есть
Защита от работы с незажигающейся лампой—————ЕстьЕсть
Защита от перегрузки по току корректора КМ——————Есть
Встроенные узлыIRS2153DIR2520DIR2156IR21571IR21592/3IRS2166DIRS2168D
Бутстрепный диодЕстьЕсть---ЕстьЕсть
Схема управления корректором коэффициента мощности ККМ—————ЕстьЕсть
Датчик тока—Есть—————
Корпуса и число выводовIRS2153DIR2520DIR2156IR21571IR21592/3IRS2166DIRS2168D
DIP и SOIC881416161616

Люминесцентное освещение

Люминесцентное освещение повсеместно вошло в нашу жизнь и применяется как в быту, так и в промышленности. Высоковольтные управляющие ИС являются важной частью пускорегулирующих аппаратов (ПРА) для люминесцентных ламп, а компания IR предлагает семейство изделий, лучше всех подходящих для этой цели.
Особенностями схем для управления ПРА являются:
  • Версии с возможностью регулировки яркости свечения и без нее
  • Возможность использования с лампами любого типа
  • Легкость конструирования ПРА и минимальное число элементов в нем
ИС производства IR сконструированы так, что отвечают всем требованиям, предъявляемым к схемам управления ПРА и могут использоваться в любых, даже очень сложных условиях.


2.10. ИС для управления светодиодами


IRS2540

  • Драйвер полумоста с напряжением питания до 200В
  • Микромощный запуск (< 500мкА)
  • Опорное напряжение с погрешностью 3%
  • Мёртвое время 140нс
  • Встроенный стабилитрон на 15.6В
  • Рабочая частота до 500кГц
  • Автоматический перезапуск, блокировка без защелки
  • Возможность регулировки яркости с помощью ШИМ

IRS2541

  • Драйвер полумоста с напряжением питания до 600В
  • Микромощный запуск (< 500мкА)
  • Опорное напряжение с погрешностью 3%
  • Мёртвое время 140нс
  • Встроенный стабилитрон на 15.6В
  • Рабочая частота до 500кГц
  • Автоматический перезапуск, блокировка без защелки
  • Возможность регулировки яркости с помощью ШИМ

Система управления светодиодным источником света третьего поколения

Отличительными особенностями светодиодов с высокой интенсивностью излучения являются их долговечность, низкие расходы на обслуживание, малые размеры, гибкость конструкции, возможность создания разнообразных декоративных эффектов, низкое, безопасное для жизни, напряжение питания, превосходная способность к работе при низкой температуре, отсутствие ртути, широчайший диапазон цветов излучения и его интенсивности. По этим причинам популярность светодиодов постоянно растет. Компания IR предлагает специализированные схемы управления светодиодами, которые могут быть использованы для реализации всех лучших свойств светодиодов при питании как от источников постоянного тока, так и прямо от сети. Кроме того, эти ИС имеют высокую степень интеграции, что сокращает время разработки и повышает надежность систем.


Спецификации

ПриборКорпусМаксимальное напряжение [В]Стабильность тока нагрузки [%]Ток запуска [мкА]Мёртвое время [нс]Рабочая частота [кГц]
IRS2540xPbFDIP-8, SO-8200±5< 500140< 500
IRS2541xPbFDIP-8, SO-8600±5< 500140< 500

2.11. ИС для управления электронными трансформаторами

Первая в мире ИС для управления электронными трансформаторами, питающими галогенные лампы



Сегмент рынка трансформаторов для питания галогенных ламп в большой мере захвачен простыми изделиями с самовозбуждающимися автогенераторами и находится по этой причине под сильным ценовым давлением. Однако при правильной технологии на него могут попасть и ИС, предназначенные для управления полумостовыми преобразователями. Важнейшими требованиями рынка являются надежность и совершенство характеристик и параметров продукции. Электронные трансформаторы для питания галогенных ламп часто страдают от перегрузок по току и коротких замыканий нагрузки. Кроме того, они должны быть способны к плавной регулировке яркости ламп при использовании обычных регуляторов света с фазовым управлением, выполненных на тиристоре или триаке. Задача состоит в обеспечении всех требований по защите преобразователя, обеспечении плавной регулировки яркости ламп и сделать это нужно в ИС всего с 8-ю выводами. Всему этому отвечает IR2161, которая обеспечивает как простоту конструкции электронного трансформатора и уменьшение числа используемых компонентов, так и высокии характеристики изделия. Использование этой ИС совместно с МОП-ключами значительно увеличивает технологичность и надежность электронных трансформаторов для питания галогенных ламп и обеспечивает дальнейший рост этого сегмента рынка в будущем.


Особенности IR2161

  • Интеллектуальный драйвер полумоста
  • Защита от короткого замыкания нагрузки с автоматическим перезапуском
  • Защита от токовой перегрузки с автоматическим перезапуском
  • Тепловая защита с защелкой
  • Качание рабочей частоты для снижения электромагнитных помех
  • Микромощный запуск (150мкА)
  • Возможность использования с фазовыми регуляторами яркости с управлением по переднему и заднему фронтам
  • Компенсация сдвига выходного напряжения (увеличивает долговечность ламп)
  • Мягкий запуск, исключающий токовые перегрузки ламп
  • Адаптивное мёртвое время
  • Маленькие корпуса DIP-8 и SOIC-8

Типовая схема применения


ИС

ПриборОписание
IRS2153DИС IRS2153D представляет собой усовершенствованную версию популярной схемы управления затворами ключей типа IR2153 и содержит встроенный бутстрепный диод и цепь защиты от работы при пониженном напряжении с гистерезисом 2В.
IR2161Схема управления для электронного трансформатора в корпусе PDIP-8. Особенности: защита от короткого замыкания и токовой перегрузки с автоматическим перезапуском, тепловая защита, возможность использования с фазовым регулятором яркости света, адаптивное мёртвое время, компенсация сдвига выходного напряжения и мягкий запуск.

Таблица параметров

ПараметрIRS2153DIR2161
Программируемость
Качание частоты—Есть
Особенности
Мягкий запуск—•
Фиксированное мёртвое время1.1мкс—
Адаптивное мёртвое время—•
Защита от перегрузки по току—•
Регулировка тока срабатывания защиты от перегрузки—•
Тепловая защита—•
Защита от короткого замыкания нагрузки с перезапуском—•
Защита от перегрузки по току с перезапуском—•
Качание рабочей частоты для уменьшения помех—•
Регулировка выходного напряжения путем изменения рабочей частоты—•
Интеграция
Встроенный бутстрепный диодЕсть-
Корпуса
DIP и SOIC8выводов8выводов

2.12. ИС для систем освещения с газоразрядными лампами высокого давления


Системы освещения с газоразрядными лампами высокого давления

Благодаря множеству преимуществ над другими источниками света (высокая световая отдача, долговечность, хорошая цветопередача и малый размер светящегося тела) газоразрядные лампы высокого давления получили широкое распространение в промышленности. Компанаия IR предлагает широкий набор ИС для использования в пускорегулирующих аппаратах (ПРА) для этих ламп с высокой стенью интеграции, уменьшающих время разработки и увеличивающих надежность систем с мощностью от нескольких десятков ватт (для использования в магазинах и других помещениях) до нескольких сотен ватт в светильниках городского и дорожного освещения. Традиционная конструкция ПРА включает корректор коэффициента коэффициента мощности (ККМ) на входе, понижающий преобразователь для регулировки тока и мостовой преобразователь для получения импульсов тока переменной полярности.

Корректор коэффициента мощности ККМ

IR1150: В ИС IR1150 используется новый запатентованный способ управления, получивший название «контроль в одном цикле, интегратор со сбросом» («One-Cycle Control, integrator with reset» ), обеспечивающий высокие характеристики ККМ, работающего в режиме непрерывного тока дросселя и малое число компонентов и простоту конструкции, как у ККМ в режиме прерывистого тока.

Понижающий преобразователь напряжения

IRS2117/18: Эти ИС представляют собой одиночные драйверы верхного ключа.
IRS21844: Благодаря программируемому мёртвому времени, а также высокой нагрузочной способности по току (1.5А), эти микросхемы удобно применять в конструкциях понижающих преобразователей с синхронным выпрямлением (с двумя ключами) при больших уровнях мощности.

Мост

IRS2453D: Эта ИС представляет собой мостовой драйвер со встроенным тактовым генератором с рабочим циклом 50%, который можно заменить на ИС IRS2153D, требующую внешней синхронизации.
IRS2101, IRS2109, IRS2104, IRS2308: Если схема управления должна работать с ШИМ-сигналами, то в ней можно применить один из надежных драйверов верхних и нижних ключей или полумостовой драйвер производства IR. Конкретный выбор того или иного решения зависит от требуемой нагрузочной способности драйвера.

Структурная схема


ИС для ПРА ламп высокого давления

Понижающий преобразователь
  • IRS2117/18 — одиночный драйвер верхнего ключа, обеспечивающий простоту управления
  • IRS21844 — благодаря программируемому мёртвому времени, а также высокой нагрузочной способности по току (1.5А), эти микросхемы удобно применять в конструкциях понижающих преобразователей с синхронным выпрямлением (с двумя ключами)
Мост
  • IRS2453D — мостовой драйвер с встроенным тактовым генератором с рабочим циклом 50%, который можно заменить на две ИС типа IRS2153D, представляющих собой драйверы полумоста с внешней синхронизацией, включенные для управления мостом. Если схема управления должна работать с ШИМ-сигналами, то в ней можно применить один из надежных драйверов верхних и нижних ключей или полумостовой драйвер, например, IRS2101, IRS2109, IRS2104, IRS2308 (в зависимости от требуемой нагрузочной способности по току и особенностей топологии схемы
Корректор коэффициента мощности (ККМ)
  • IR1150 — контроллер ККМ, работающий в режиме непрерывного тока
Понижающий преобразователь
  • IRS2117 — одиночный драйвер верхнего ключа, 600В, 200/400мА
  • IRS21844 — драйвер полумоста, 600В, 1.9/2.3А
Мост
  • IRS2453D — драйвер моста с встроенным тактовым генератором с рабочим циклом 50%, 600В, 180/260мА
  • IRS2101 — драйвер верхнего и нижнего ключей, 600В, 130/270мА
  • IRS2308 — драйвер верхнего и нижнего ключей, 600В, 200/350мА
  • IRS2104 — драйвер полумоста, 600В, 130/270мА, с блокировкой
  • IRS2109 — драйвер полумоста, 600В, 120/250мА, с блокировкой и защитой от работы при пониженном напряжении драйвера верхнего ключа

2.13. ИС для импульсных DC/DC-преобразователей напряжения



Постоянный рост требований к увеличению токов при уменьшении рабочих напряжений создали тяжелую жизнь для разработчиков DC/DC-преобразователей. Компания International Rectifier приложила наибольшие в полупроводниковой промышленности усилия для выполнения исследований и разработок в области и создания «дорожной карты» для высококачественных и недорогих устройств DC/DC-преобразования. Большой спектр выпускаемых компанией IR дискретных ключей и интегральных микросхем делают ее единственной компанией в полупроводниковой отрасли промышленности, чьи изделия используются почти во всех узлах питания современных компьютеров. DC/DC-преобразователи, выполненные на компонентах компании IR проникают и в области телекоммуникации, передачи данных, информационные сети и периферийное оборудование.
Преобразователи напряжения поставляют требуемое питание для таких различных нагрузок, как микропроцессоры и микроконтроллеры, схемы памяти, низковольтные логические схемы и драйверы, и при этом обеспечивают защиту и фильтрацию от бросков напряжения и помех.

Особенности

ИС для ШИМ-контроллеров
  • Одноканальная и многофазная топология
  • Распределение тока для обеспечения гибкости конструкции (IR3621)
  • Встроенные драйверы МОП-ключей

Преимущества продукции IR

  • Один источник питания для схемы управления и силовых приборов
  • Наибольшая эффективность при использовании с МОП-ключами семейства HEXFET® компании IR

Применение

  • Десктопы и серверы
  • Схемы DDR-памяти
  • Сетевые системы и телекоммуникация
  • Потребительская электроника
  • Графические карты

ИС для импульсных DC/DC-преобразователей

ПриборКорпусVCC [В]VOUT(min) [В]VOUT(max) [В]IOUT [А]Рабочая частота [кГц]
IR3638SSOIC-144.0…25***400
IR3629AMLPD-124.0…30***600
IR3628MMLPD-124.0…140.60.71VCC*600
IR3624MMLPD-104.0…140.60.71VCC10600
IR3637ASSOIC-84.0…250.80.85VCC15600
IR3637SSOIC-84.0…250.80.85VCC15400
IRU3037CFTSSOP-84.0…251.250.96VCC16200
IR3629MLPD-124.0…30***300
IRU3037CSSOIC-84.0…251.250.96VCC16200
IR3651SSOIC-144.5…13.2**25Программируемая, до 400
IRU3037ACFTSSOP-84.0…250.80.95VCC15400
IRU3037ACSSOIC-84.0…250.80.95VCC15400
Две фазы, два канала
IR3621TSSOP-284.7…160.80.90VCC60300
IR3622MLPQ-324.5…160.80.85VCC80600

* Нет данных.

2.14. Многофазные ИС семейства XPhase®


Гибкая наращиваемая многофазная архитектура

Набор XPhase состоит из схемы управления, содержащую цепи, необходимые для управления одним преобразователем, и наращиваемый набор фазовых преобразователей, в каждом из которых используется однофазная схема управления полумостом.

Особенности

Схемы управления
  • Поддерживает как 8-битную идентификацию напряжения (VID) как для VR11, так и 7-битную для VR10
  • 5-битная идентификация напряжения, совместимая с AMD Opteron™
  • Программируемая скорость нарастания динамической VID
  • Отсутствие разряда выходных конденсаторов в процессе динамического понижения напряжения питания (опционально может отключаться)
  • Программируемый генератор с рабочей частотой от 150кГц до 1.0МГц
  • Программируемое регулирование напряжения
  • Программируемый мягкий запуск
  • Программируемая защита от перегрузки по току с икающим режимом и задержкой для предотвращения ложных включений
  • Упрощенный сигнал Powergood обеспечивает индикацию о нормальной работе с задержкой для исключения ложных срабатываний
  • Рабочее напряжение от 12В. Для IR3082A — от 9.5В
  • Стабилизатор опорного напряжения на 6.8В, 5мА
  • Вход разрешения работы
Фазные схемы
  • Средний ток управления затворами 2.5А
  • Сонтроль тока осуществляется непосредственно с выходного дросселя
  • Встроенная система температурной компенсации изменений сопротивления дросселя
  • Программируемая задержка включения фаз
  • Программируемый режим формирования ШИМ с прямой связью по напряжению
  • Рабочая частота 1МГц на фазу
  • Усилитель датчика тока управляет однопроводной шиной разделения токов
  • Усилитель системы разделения токов уменьшает наклон пилы формирования ШИМ-сигналов для обеспечения разделения фаз
  • Система торможения отключает синхронные МОП-ключи для увеличения быстродействия и исключения возникновения отрицательного напряжения на выходе преобразователя при его выключении
  • Компаратор повышенного напряжения с быстродействием 100нс (не входит в состав IR3088A)
  • Детектор ошибок (отключения) фаз (Optiphase™ в IR3087)
  • Программируемый контроль температуры в цепи каждой фазы

Применение

  • Регулировка напряжения питания ЦПУ в рабочих станциях и серверах
  • Источники питания для цифровых процессоров в сетевом оборудовании с большим выходным током

Преимущества изделий компании IR

  • Обеспечивается беспрецедентная гибкость и наращиваемость с возможностью работы как в однофазном так и в многофазном режимах
  • Встроенная уникальная система торможения обеспечивает огромное увеличение быстродействия отклика системы при одновременном повышении КПД
  • Использование нового принципа управления и измерения среднего выходного тока обеспечивает очень точное распределение токов в разных фазах с поддержкой рабочего цикла до 100% и исключение перекрытия фаз. Кроме того, обеспечивается скорость отклика в пределах одного такта рабочей частоты.

Электрические параметры

ПриборНазначениеКорпусПрименение
IR3082Схема управления семейства AMD Opteron™MLPQ-20L 5×5ммКонтроллер для серверов, в которых используется система AMD Opteron
IR3082AСхема управления семейства AMD Opteron™ с напряжением питания 9.6ВMLPQ-20L 5×5ммКонтроллер для серверов, в которых используется система AMD Opteron
IR3510MСхема управления узлом горячей замены N+1MLPQ-32L 5×5ммИдеальна для использования в источниках питания ЦПУ и серверов с высокой степенью загрузки и при необходимости обеспечения их работоспособности при авариях в системе электроснабжения
IR3084AСхема управления для VR10, VR1128L MLPQ 4×4ммСхема управления для VR10, VR11
IR3084UСхема управления для VR10, VR1128L MLPQ 4×4ммСхема управления для VR10, VR11 и AMD Opteron
IR3514MPBFСхема управления с PVID/SVID40L MLPQ 6×6ммAMD процессор с параллельным или последовательным интерфейсом VID для программирования напряжения
IR3502MСхема управления для INTEL® VR11.0, VR11.132L MLPQ 5×5ммПредназначена для Intel VR11.0 и VR11.1
IR3086AФазная ИС со встроенным детектором ошибок (отключения) в фазах и функцией контроля температуры кристалла20L MLPQ 4×4ммФазная ИС для промышленных ПК, рабочих станций и серверов
IR3087Фазная ИС с функцией контроля температуры кристалла и технологией Optiphase™20L MLPQ 4×4ммПодходит для применений, которые требуют способности выключения фазы для улучшения КПД при не полных нагрузках
IR3088AФазная ИС со встроенным детектором ошибок (отключения) фаз и VR-HOT20L MLPQ 4×4ммПодходит для применений при выходном напряжении до 5В
IR3507MPBFФазная ИС с PVID/SVID20L MLPQ 4×4ммAMD процессор с параллельным или последовательным интерфейсом VID для программирования напряжения

2.15. Мониторы потребляемой мощности


ИС для контроля потребляемой мощности в режиме реального времени

ИС типа IR3721, предназначенная для контроля мощности в низковольтных DC/DC-преобразователях, используется в ноутбуках, десктопах и серверах с повышенным КПД. В этих ИС применяется запатентованная компанией IR технология TruePower™, позволяющая с точностью 2.5% при температуре 65°С регистрировать информацию о быстро изменяющейся мощности.
ИС IR3721 измеряет динамическую мощность на выходе стабилизатора напряжения (на нагрузке) со значительно большей точностью, чем другие аналогичные ИС. Технология TruePower™ нацелена именно на снижение динамических погрешностей , которые могут составлять более 30% в решениях, когда напряжение и ток регистрируются раздельно в динамических условиях с помощью АЦП.
ИС IR3721 котролирует ток через дроссель выходного фильтра (измерение тока на активной составляющей дросселя, с возможной температурной компенсацией) в понижающем однофазном или многофазном преобразователе при напряжении от 0.5 до 1.8В. В качестве токового датчика также может быть использован резистивный шунт. Решение на основе IR3721 позволяет существенно уменьшить число используемых компонентов и площадь печатной платы.

Особенности

  • Монитор потребляемой мощности, использующий технологию TruePower™
    - статическая погрешность 2.5% при 65°С
    - минимизованные динамические погрешности
  • Универсальность
    - контролируются ток или мощность на выходе DC/DC-преобразователя
    - может быть использован как для однофазных, так и многофазных понижающих преобразователей с выходным напряжением 0.5…1.8В
    - контроль тока осуществляется с помощью токосъемного резистора или путем измерения падения напряжения на активном сопротивлении выходного дросселя
  • Просто добавляется в существующие преобразователи
  • Корпус типа DFN-10 размерами 3×3мм с бессвинцовыми выводами
  • Соответствует требованиям RoHS

Преимущества

  • Точно отображает динамическую и статическую мощность
  • Позволяет максимизировать производительность систем при при заданной огибающей мощности
  • Предупреждает о возможности возникновения тепловых перегрузок
  • Минимизирует излишние затраты энергии

Схема включения


Спецификации

ПриборСтатическая погрешность [%] при 65°СДиапазон контролируемых напряжений VK [В]Диапазон напряжений на входе контроля тока VCS [мВ]Напряжение питания [В]Диапазон рабочих температур [°С]Корпус
IR3721MTRPBF2.50.5…1.85…150+3.3 ±5%0…125DFN-10
IR3725MTRPBF*+3.3 ±5%0…125DFN-12
IR3720MTRPBF*0.5…1.8+3.3 ±5%0…125DFN-10

* Микросхемы имеют цифровой выход I2C и могут передавать по данному интерфейсу значения выходного тока, напряжения, мощности.

2.16. DC/DC-преобразователи семейства SupIRBuck/Superbuck 2


Экономия электроэнергии
Упрощение и усовершенствование конструкции
Уменьшение площади печатной платы на 70%

Использование инновационных схем управления понижающими преобразователями напряжения с синхронным выпрямлением семейства SupIRBuck совместно с эталонными МОП-ключами семейства HEXFET® в корпусах типа Power QFN размерами 5×6мм в качестве локального преобразователя уменьшает площадь печатной платы на 70% по сравнению с решением, выполненным на дискретных элементах и обеспечивает увеличение КПД на 10% при полных нагрузках по сравнению с решением на монолитной ИС.
Для ИС семейства SupIRBuck и SupIRBuck2 с выходным током 2/3/4/6/7/8/9/12/14А, общей чертой является возможность работы при входном напряжении от 2.5 до 21В. При этом выходное напряжение может быть получено в диапазоне от 0.6 до 12В. Эти ИС также имеют функцию форсированного старта (когда необходимо выходной конденсатор зарядить до требуемого напряжения очень быстро и включен только верхний ключ), фиксированную рабочую частоту 600кГц или программируемую в диапазоне от 250 до 1500кГц (Superbuck2), ограничение тока путем использования икающего режима, тепловую блокировку и точную регулировку выходного напряжения. В качестве опций доступны рабочая частота 300кГц (SupIRBuck), функцию слежения за ведущим напряжением для питания памяти DDR и программируемый узел PGOOD
Улучшенный по тепловым параметрам корпус ИС семейства SupIRBuck имеет толщину 0.9мм, что позволяет осуществлять монтаж этих ИС с обратной стороны материнской платы и делает эти изделия идеальными для систем с ограниченным пространством и высокой плотностью энергии (например, в серверах).

Особенности

  • Рабочая частота 600кГц/программируемая частота до 1500кГц (для приборов Superbuck2)
  • Опции по выходному току 2/3/4/6/7/8/9/12/14А
  • Программируемый мягкий запуск с блокировкой
  • Программируемая защита от перегрузки по току
  • Опорное напряжение 0.6В с погрешностью 1.5%
  • Входное напряжение от 2.5 до 21В и от 1.5 до 21В для Superbuck 2
  • Функция форсированного старта
  • Корпус Power QGN размерами 5×6мм

Дополнительные функции

  • Рабочая частота 300кГц
  • Функция слежения за ведущим напряжением для питания памяти DDR (Tracking)
  • Программируемый узел PGOOD

Преимущества

  • Легкость использования
  • Высокая гибкость
  • Более высокий КПД по сравнению с монолитными схемами
  • Намного большая плотность, чем при использовании решений на дискретных компонентах
  • Использование лишь нескольких дискретных компонентов

Спецификации

ПриборVIN [В]VOUT [В]IOUT [А]Рабочая частота [кГц]КорпусОсобенности
IR3812MPBF21…2.512…0.64600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, функция слежения за ведущим напряжением
IR3822MPBF21…2.512…0.64600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3822AMPBF21…2.512…0.66300QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3811MPBF21…2.512…0.67600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, функция слежения за ведущим напряжением
IR3821MPBF21…2.512…0.67600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3821AMPBF21…2.512…0.69300QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3810MPBF21…2.512…0.612600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, функция слежения за ведущим напряжением
IR3820MPBF21…2.512…0.612600QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3820AMPBF21…2.512…0.614300QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
Приборы SupIRbuck 2
IR3843WMPBF16…1.510.8…0.62До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3843AMPBF21…1.510.8…0.63До 1200QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3842WMPBF16…1.510.8…0.64До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3842AMPBF21…1.510.8…0.66До 1200QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3841WMPBF16…1.510.8…0.68До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3840WMPBF16…1.510.8…0.612До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3840AMPBF16…1.510.8…0.614До 1200QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood
IR3832WMPBF16…1.510.8…0.64До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood, функция слежения за ведущим напряжением
IR3831WMPBF16…1.510.8…0.68До 1500QFN 5×6ммЗащита от перегрузки по току, тепловая защита, PGood, функция слежения за ведущим напряжением

2.17. Дискретные IGBT для управления электродвигателями

Trench IGBT семейства Benchmark на напряжение 600В

Компания IR предлагает широкий спектр высокоэффективных Trench IGBT имеющие меньшее напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыщения (VCE(on)) и общие потери и полную энергию коммутации, чем PT и NPT IGBT
Интегрированная конструкторская платформа iMOTION™ обеспечивает разработчика всем необходимым для разработки систем управления электромоторами с регулировкой скорости вращения вала. От передней панели блока управления до выводов подключения к электромотору платформа iMOTION™ включает в себя модели цифровых, аналоговых и силовых компонентов, а также описания алгоритмов, программное обеспечение и средства конструирования

Особенности

  • Высокоэффективные Trench IGBT, могут быть использованы в различных конфигурациях
  • Меньшее напряжение коллектор-эмиттер в режиме насыщения (VCE(on)), общие потери и полная энергия коммутации, чем у PT и NPT IGBT

Trench IGBT со встроенным диодом (Co-Pack)

ПриборКорпусСхемаIC@25°C [А]IC@100°C [А]VCE@25°C [В]
IRGB4059DTO-220Co-Pack8.04.02.05
IRGB4045DTO-220Co-Pack12.06.02.00
IRGB4060DTO-220Co-Pack16.08.01.85
IRGB4064DTO-220Co-Pack20.010.01.91
IRGB4056DTO-220Co-Pack24.012.01.85
IRGB4061DTO-220Co-Pack36.018.01.95
IRGB4062DTO-220Co-Pack48.024.01.95
IRGP4062DTO-247Co-Pack48.024.01.95
IRGP4069DTO-247Co-Pack76.050.01.85
IRGP4063DTO-247Co-Pack96.048.02.14

NPT IGBT с встроенным диодом (Co-Pack)

ПриборКорпусСхемаIC@25°C [А]IC@100°C [А]VCE@25°C [В]
IRGR3B60KD2D-PakCo-Pack7.84.21.9
IRG*4B60KTO-220AB, D2Pak,TO-262Co-Pack126.82.1
IRG*4B60KD1TO-220 Full-Pak, D2Pak,TO-262Co-Pack126.82.1
IRG*6B60KDTO-220AB, D2Pak,TO-262Co-Pack1371.8
IRG*8B60KTO-220AB, D2Pak,TO-262Co-Pack1791.8
IRG*10B60KDTO-220AB, D2Pak,TO-262Co-Pack22121.8
IRG*15B60KDTO-220AB, D2Pak,TO-262Co-Pack31151.8
IRGIB6B60KDИзолированный TO-220 Full-PakCo-Pack961.8
IRGIB7B60KDИзолированный TO-220 Full-PakCo-Pack1281.8
IRGIB10B60KD1Изолированный TO-220 Full-PakCo-Pack16101.7
IRGIB15B60KD1Изолированный TO-220 Full-PakCo-Pack19121.8

Дискретные NPT IGBT

ПриборКорпусСхемаIC@25°C [А]IC@100°C [А]VCE(on) @25°C [В]
IRG*4B60KTO-220AB, D2Pak, TO-262Co-Pack126.82.1
IRG*6B60KTO-220AB, D2Pak, TO-262Без диода1371.8
IRG*8B60KTO-220AB, D2Pak, TO-262Co-Pack1791.8
IRG*30B60KTO-220AB, D2Pak, TO-262Без диода78501.95

* B=TO-220AB, S=D2Pak, SL=TO-262.

2.18. Дискретные IGBT для импульсных источников питания


Серия быстродействующих IGBT с тонкой структурой WARP2™ для использования в высокочастотных импульсных источниках питания

Серия IGBT WARP2 с напряжением коллектор-эмиттер до 600В и токами до 20, 35 и 50А относится к семейству NPT IGBT предназначена для использования в высокочастотных импульсных источниках питания. Малые токовый хвост и энергия переключения Eoff позволяют применять эти приборы в преобразователях с рабочей частотой до 150кГц, т.е. области, в которой ранее доминировали силовые МОП-транзисторы. IGBT серии WARP2 имеют встроенные диоды типа HEXFRED, обладающие превосходными характеристиками восстановления, намного лучшими, чем у паразитного диода в МОП-структуре.
Улучшенные характеристики переключения совместно с положительным температурным коэффициентом напряжения насыщения и низким зарядом включения Qg позволяют этим приборам эффективно работать на частотах до 150кГц, а при параллельном соединении они имеют равномерное распределение тока через ключи, как у МОП-транзисторов. В отличие от МОП-транзисторов, потери проводимости при увеличении тока растут линейно, а не по квадратичному закону.
Эти особенности делают IGBT серии WARP2 прекрасным выбором для использования в импульсных источниках питания средней и большой мощности, применяемых в телекоммуникации и компьютерных системах.

Особенности

  • Технология NPT, положительный температурный коэффициент
  • Минимальное падение напряжения в режиме насыщения
  • Минимальные паразитные емкости
  • Минимальный токовый хвост
  • Встроенный сверхбыстродействующий диод с мягким восстановлением семейства HEXFRED
  • Малый разброс параметров
  • Высочайшая надежность

Преимущества изделий компании IR

  • Возможность использования ключей при параллельном включении для управления большими токами
  • Меньшие потери проводимости и переключения
  • Частота переключения до 150кГц

Применение

  • Импульсные источники питания для телекоммуникации и серверов
  • Корректоры коэффициента мощности и схемы с переключением ключей при нулевом напряжении
  • Источники бесперебойного электропитания
  • Источники питания в потребительских электронных устройствах

Сравнение КПД систем с ключами разных типов


Зависимость падения напряжения на ключах разных типов от тока


Прибор серии WARP2

ПриборКорпусVCES [В]IC [А] (25°C)VCE(on) [В]Максимальный ток встроенного диода ID [А]Заряд включения Qg [нКл]
IRGP50B60PD1TO-247600502.0В@33A15205
IRGP35B60PDTO-247600351.85В@22A15160
IRGP20B60PDTO-247600202.05В@13A868
IRGB20B60PD1TO-220600202.05В@13A468

2.19. Интеллектуальные силовые модули


Высоковольтный силовой каскад обеспечивает узкоспециализированное решение, обладающее высокой надежностью

Модули IPM являются дополнением к семейству изделий iMOTION™ компании IR. Совместно с несколькими внешними компонентами и нашими цифровыми контроллерами они образуют полную систему управления электромоторами, значительно ускоряя процесс разработки по сравнению с вариантом на дискретных элементах. Встроенные узлы защиты от токовой и температурной перегрузок вместе с IGBT с нормированной устойчивостью к короткому замыканию нагрузки, а также встроенный узел защиты от работы при пониженном напряжении питания и схема контроля температуры обеспечивают высокий уровень защиты и надежности изделия. Другие особенности, такие как встроенные бутстрепные диоды для питания верхних ключей и однополярное питание схемы управления упрощают конструкцию системы в целом.
Эталонная для полупроводниковой промышленности трехфазная высоковольтная схема управления и набор мощных Trench IGBT, размещенные в одном тонком, элегантном корпусе с расположенными в один ряд выводами (SIP) — вот что такое интеллектуальный силовой модуль (IPM) компании IR. Эти изделия позволяют полностью решать задачи управления скоростью вращения вала в современных электромоторах мощностью от 400 до 2500Вт, широко используемых в легкой промышленности.

Особенности

  • Используется запатентованная монолитная трехфазная схема управления затворами, согласованная с высокоэффективными IGBT-ключами
  • Изолированная металлическая подложка уменьшает электромагнитные помехи
  • Схема оптимизирована для применения при мощностях до 2.2кВт
  • Средства разработки размещены по адресу www.irf.com/design-center/ipm
  • Заменяет более 20дискретных компонентов в силовом каскаде
  • Уменьшаются требования к площади печатной платы
  • Сокращается время разработки
  • Сокращается время монтажа и его стоимость
  • Достигается намного большая надежность по сравнению с решением на дискретных компонентах
  • Не требуется дополнительная изоляция
  • Упрощается закупка компонентов и их инвентаризация
  • Доступна эталонная конструкция (референс-дизайн)

Применение

  • Стиральные машины
  • Кондиционеры
  • Системы привода компрессоров
  • Бытовые вентиляторы и насосы
  • Системы управления электромоторами в легкой промышленности

Основные конфигурации

  • Конфигурация с открытыми эмиттерами: гибкая архитектура, дающая возможность использовать внешние токоизмерительные резисторы. Встроенная схема контроля тепловой перегрузки, срабатывающая в аварийных ситуациях.
  • Конфигурация с токоизмерительным резистором, встроенным в шину отрицательного напряжения питания инвертора. Токовая перегрузка регистрируется схемой управления, которая срабатывает в аварийных ситуациях.

Интеллектуальные силовые модули

ПриборПрименяемая ИСМаксимальный ток при 25°С [А]Максимальный ток при 100°С [А]Ток включения защиты [А]Напряжение включения защиты от превышения температуры и токовой перегрузки[В]Корпус
IRAMS06UP60AIR2136563Выбирается пользователем4.30SIP1
IRAMS06UP60BIR21363639.80.49SIP1
IRAMS10UP60AIR21365105Выбирается пользователем4.30SIP1
IRAMS10UP60BIR2136310514.80.49SIP1
IRAMX16UP60AIR21365168Выбирается пользователем4.30SIP2
IRAMX16UP60BIR2136316827.10.49SIP2
IRAMX20UP60AIR213652010Выбирается пользователем4.30SIP2
IRAMY20UP60BIR213632011.528.80.49SIP3

Модули семейства MiniSIP

ПриборКорпусСхемаVCES [В]Максимальный ток при 25°С [А]Максимальный ток при 100°С [А]Частота переключения [кГц]RDS,on [Ом]
IR3101SIP-9Полумост на ключах FredFET и драйвер затворов50021.3201.0
IR3103SIP-9Полумост на ключах FredFET и драйвер затворов5000.7—302.5

2.20. Интеллектуальные ключи для автоэлектроники


Интеллектуальные силовые ключи с низким RDS(on) и всевозможными защитами

Интеллектуальные силовые ключи (Intelligent Power Switches — IPS) компании IR в одном корпусе объединяют МОП-ключ семейства HEXFET® с низким RDS(on) и цепи управления и защиты, чем достигается их наибольшая выносливость, эффективность и компактность, требуемые для применения в суровых условиях, характерных для автоэлектроники. Все эти приборы соответствуют требованиям стандарта AEC Q100, а приборы с суффиксом "PbF" отвечают требованиям директивы Европейского Союза RoHs.
Встроенные узлы защиты, подобные защите от тепловых и токовых перегрузок, а также от бросков напряжения при коммутации индуктивной нагрузки защищают ключи от повреждения даже при коротком замыкании нагрузки, блокировке вращения вала электромотора и чересчур высокой температуре окружающей среды. Конструкция обеспечивает безопасность не только при каком-либо одном виде перегрузки, но и от комбинированных вредных воздействий, таких, как обрыв земляного провода, отключение нагрузки и переполюсовка питания. Интеллектуальные силовые ключи способны эффективно противостоять перегрузкам и при этом не требуется каких-либо дополнительных элементов. Вместе с тем, конструкция этих ключей не переусложнена для противостояния редко встречающимся видам вредных воздействий. Встроенная схема накачки заряда обеспечивает простоту интерфейса управления и его полную совместимость с принятыми уровнями логических сигналов.
Двухуровневая схема сдвига потенциала, используемая для управления МОП-транзистором в верхних ключах, обеспечивает развязку между «землей» логических сигналов и «землей» нагрузки, и обладает высоким быстродействием. Встроенная схем управления скоростью изменения напряжения на ключе при его включении и выключении, а также «малошумящая» схема накачки заряда обеспечивают низкий уровень генерируемых электромагнитных помех (менее 10мА на общем выводе ключа).





Преимущества изделий IR

  • Наиболее выносливые, эффективные и компактные ключи для применения в суровых условиях
  • Встроенные схема накачки заряда и полнофункциональная схема защиты ключа, не требующие внешних компонентов
  • Экономия до 30% площади печатной платы за счет исключения внешней схемы накачки заряда
  • Долговечность более чем в 1000раз больше, чем у электромеханических реле за счет отсутствия износа
  • Меньшее на 20% сопротивление во включенном состоянии по сравнению с реле уменьшает выделение тепла и размеры требуемых радиаторов

Особенности

  • МОП-транзистор с максимально допустимым коммутируемым напряжением 40В, встроенными цепями защиты и накачки заряда
  • Для грузовиков с бортовым напряжением 24В и промышленных применений выпускаются приборы с максимально допустимым коммутируемым напряжением 75В
  • Сопротивление во включенном состоянии 7мОм у приборов с контролем тока в корпусах ТО-220 и D2Pak
  • Малые помехи, создаваемые встроенной схемой накачки заряда, позволяют использовать прямое управление логическими сигналами
  • Детектор обрыва нагрузки
  • Вывод диагностической информации через вход управления у нижнего ключа

Особенности цепей защит

  • Защита от перегрузки по току
  • Блокировка
  • Ограничение тока
  • Тепловая защита
  • Защита от воздействия статического электричества
  • Активная защита от бросков напряжения при коммутации индуктивной нагрузки

Применение

Идеальная замена электромеханических реле
Автоэлектроника
  • системы управления трансмиссией
  • распределительные блоки
  • электронные системы стабилизации
  • антиблокировочные системы тормозов и системы контроля сцепления шин с дорогой
  • системы управления инжекторами в бензиновых и дизельных двигателях
  • электромоторы вентилятора и помпы охлаждающей жидкости
  • свечи предпускового подогрева дизельных двигателей
  • лампы
Промышленная автоматика
  • программируемые логические контроллеры
  • распределенные и замкнутые системы управления
  • нагрузки с питанием от 12 и 24В (клапаны, соленоиды, нагреватели)
  • электромоторы постоянного тока

Электрические параметры

ПриборКонфигурацияЧисло выходовRDS,on [мОм]Защита от токовых перегрузокЗащита от тепловых перегрузокУровень ограничения напряжения на ключе [В]Корпус
IPS1011 PbFНижний ключ11385A, блокировка165°C39TO-220
IPS1011R PbF11385A, блокировка165°C39D-Pak
IPS1011 SPbF11385A, блокировка165°C39D2Pak
IPS1021 PbF12535A, блокировка165°C39TO-220
IPS1021R PbF12535A, блокировка165°C39D-Pak
IPS1021 SPbF12535A, блокировка165°C39D2Pak
IPS1031 PbF15018A, блокировка165°C39TO-220
IPS1031R PbF15018A, блокировка165°C39D-Pak
IPS1031 SPbF15018A, блокировка165°C39D 2Pak
IPS1041LPBF11006A, блокировка165°C39SOT-223
IPS1041RPBF11006A, блокировка165°C39D-Pak
IPS1042GPBF1006A, блокировка165°C39SO-8
IPS1051LPBF12003A, блокировка165°C39SOT-223
IPS1052GPBF2003A, блокировка165°C39SO-8
IPS2041L PBF11305A, блокировка165°C70D-Pak
IPS2041RPBF11305A, блокировка165°C70SOT-223
IPS6011 PbFВерхний ключ11460А, ограничение165°C39TO-220 5P
IPS6011R PbF11460А, ограничение165°C39D-Pak 5P
IPS6011 SPbF11460А, ограничение165°C39D2Pak 5P
IPS6021 PbF13032А, ограничение165°C39TO-220 5P
IPS6021R PbF13032А, ограничение165°C39D-Pak 5P
IPS6021 SPbF13032А, ограничение165°C39D2Pak 5P
IPS6031 PbF15516А, ограничение165°C39TO-220 5P
IPS6031R PbF15516А, ограничение165°C39D-Pak 5P
IPS6031 SPbF15516А, ограничение165°C39D2Pak 5P
IPS6041GPBF11307А, ограничение165°C39SO-8
IPS6041RPBF11307А, ограничение165°C39D-Pak 5P
IPS6041 PBF11307А, ограничение165°C39TO-220 5P
IPS6041 SPBF11307А, ограничение165°C39D2Pak 5P
IPS7091GPBF11205А, ограничение165°C70SO-8
IPS7071GPBF11205А, ограничение165°C70SO-8
IPS7091 PBF11205А, ограничение165°C70TO-220 5P
IPS7091 SPBF11205А, ограничение165°C70D2Pak 5P
IPS7081RPBF1706А, ограничение165°C70D-Pak5P
IPS7081 PBF1706А, ограничение165°C70TO-220 5P
IPS7081SPBF1706А, ограничение165°C70D2Pak 5P
IR3316SPBFВерхний ключ с датчиком тока1710…90А, программируемая блокировка165°C40D2Pak 5P
IR3313SPbF1710…90А, программируемая блокировка165°C40D2Pak 5P
IR3313PbF1710…90A, программируемая блокировка165°C40TO-220 5P
IR3314SPbF1126…58A, программируемая блокировка165°C40D2Pak 5P
IR3314PbF1126…58A, программируемая блокировка165°C40TO-220 5P
IR3315SPBF1203…30A, программируемая блокировка165°C40D2Pak 5P
IR3315PbF1203…30A, программируемая блокировка165°C40TO-220 5P

2.21. IR331x: автомобильный интеллектуальный силовой ключ






Семейство приборов IR331X представляет собой высокоэффективные верхние ключи с встроенной программируемой защитой от перегрузки по току, тепловой защитой и активной защитой от бросков напряжения. Кроме того, у этих приборов имеется выход контроля тока нагрузки, сигналы на котором имеют погрешность ±5% во всем температурном диапазоне (в том числе и при максимальном токе), тогда как у изделий конкурентов эта погрешность достигает ±20%. Такая малая погрешность в сочетании с программируемым током срабатывания блокировки обеспечивает не только защиту самих ключей семейства IR331X, но и оптимизацию защиты нагрузки от чрезмерного тока.
Возможность контроля тока нагрузки с высокой точностью открывает множество возможных эффективных решений в различных областях применения этих ключей. При погрешности ±5% и полосе частот 100кГц сигнал обратной связи по току может быть использован как в стандартных схемах ШИМ-управления, так и в специализированных ИС (ASIC) или микроконтроллерах достижения более высокой функциональности за счет контроля тока нагрузки, в т.ч. при аварийных режимах. Использование ключей семейства IR331X устраняет необходимость использования токосъемных резисторов, на которых бесполезно выделяется мощность или дорогих датчиков Холла.
Приборы семейства IR331X были специально разработаны для применения в автомобилях с бортовым напряжением 14В, где для предотвращения повреждения ключей и нагрузки при коротком замыкании или токовой перегрузке необходимы разнообразные цепи защиты. Встроенная тепловая защита и блокировка при программируемом токе нагрузки позволяют сэкономить на дополнительных предохранителях и проводах в жгутах, и повысить надежность системы. Дополнительные особенности этих приборов, такие, как устойчивость к статическому электричеству, переполюсовке напряжения питания и активное ограничение бросков напряжения гарантируют защиту даже в самых суровых условиях, характерных для автоэлектроники.

Особенности

  • Встроенная схема накачки заряда и драйвер верхнего ключа
  • Обратная связь по току нагрузки
  • Блокировка с программируемым уровнем тока срабатывания
  • Блокировка при перегреве
  • Активное ограничение бросков напряжения
  • Защита от переполюсовки напряжения питания
  • Способность пропускать ток в обратном направлении
  • Защита от статического электричества

Достоинства продукции IR

  • Погрешность контроля тока ±5%
  • Ширина полосы цепи обратной связи по току 100кГц
  • Полностью защищенный верхний ключ с малым сопротивлением во включенном состоянии
  • Программируемый уровень тока для срабатывания блокировки
  • Применение ключей упрощает схему и повышает надежность

Применение

  • Автомобили с бортовым напряжением 14В
  • Кузовные узлы
  • Интеллектуальные свечи предпускового подогрева дизельных двигателей
  • Вспомогательные позисторные нагреватели
  • Вентилятор охлаждения двигателя
  • Вентилятор системы обогрева и вентиляции салона

Структурная схема IR331X



Все числовые данные являются типовыми
Входной сигнал сравнивается с напряжением питания VCC. Когда напряжение VCC – VIN превышает определенное пороговое значение, выходной МОП-ключ включается. Когда VCC – VIN меньше порогового значения VIL, выходной МОП-ключ выключается. При любой аварии выходной МОП-ключ выключается, и это состояние сохраняется до тех пор, пока напряжение управления не будет выключено, и защелка блокировке не будет переустановлена. Ток, пропорциональный току нагрузки, снимается с выхода IFB, что обеспечивает его легкое измерение. Блокировка при перегрузке по току включается если VIFB – VIN > 4В. Программирование порога срабатывания защиты от токовых перегрузок осуществляется соответствующим выбором номинала резистора RIFB.

Работа IR331X



Нижние кривые показывают ток нагрузки и ток на выводе контроля тока нагрузки (масштабы изменены для большей наглядности).

Спецификации

ПриборКонфигурацияЧисло выходовRDS,on [мОм]Программируемая защита от токовых перегрузокЗащита от тепловых перегрузокУровень ограничения напряжения на ключе [В]Корпус
IR3316SPBFВерхний ключ с датчиком тока1710…90145°C40D2Pak5P
IR3313SPbF1710…90145°C40D2Pak5P
IR3313PbF1710…90145°C40TO-220 5P
IR3314SPbF1126…58145°C40D2Pak5P
IR3314PbF1126…58145°C40TO-220 5P
IR3315SPBF1203…30145°C40D2Pak5P
IR3315PbF1203…30145°C40TO-220 5P

2.22. Микроэлектронные реле


Микроэлектронные реле производства компании International Rectifier

Микроэлектронные реле производства компании International Rectifier состоят из канала гальванической развязки на светодиоде и выходного каскада на МОП-транзисторах семейства HEXFET® или IGBT. Параметры микроэлектронных реле идеально подходят для управления сигналами НИЗКОГО уровня (с выходов систем сбора и обработки данных) нагрузками среднего уровня мощности в системах промышленной автоматики и управления, т.е. от микровольт и микроампер до 400В (постоянное напряжение или амплитудное значение переменного напряжения) и до 6ампер при контактном сопротивлении 15мОм.
Линейка специализированных микроэлектронных реле компании IR для телекоммуникационных применений включает в себя изделия многочисленных конфигураций, типов корпусов, и функциональной интеграции с детектором звонка в дополнение к однополюсной паре контактов и низкопрофильный корпус ThinPak, пригодный для использования в картах Type II PCMCIA. Опторазвязка может быть одно- и двухканальная, а выходные каскады можно использовать для непосредственного управления затворами дискретных мощных МОП-ключей и IGBT, что позволяет конструктору разрабатывать собственные твердотельные реле, способные управлять нагрузками в диапазоне напряжений до 1000В и токов до 100ампер.

Преимущества изделий компании IR

по сравнению с конкурирующими изделиями
  • Миниатюрность
  • Отсутствие дребезга контактов
  • Долговечность
  • Малая мощность сигнала управления
  • Высокая надежность
  • Устойчивость к электромагнитным наводкам
  • Устойчивость к ударам и вибрации
  • Стабильность контактного сопротивления в течение всего срока службы

Электрические параметры

Только для работы на постоянном токе

ПриборКорпусСхемаРабочее напряжение (+) [В]Сопротивление включенного ключа [Ом]Ток [мА]Ток управления [мА]Сопротивление выключенного ключа [Ом]Прочность изоляции [В]Время включения [мкс]Время выключения [мкс]Тепловое напряжение смещения [В]Бессвинцовое исполнение
PVD1352Nmod. DIP-81FormA1001.555051E+0840001501250.2+
PVD1352NSmod. SMT-81FormA1001.555051E+0840001501250.2+
PVD1354Nmod. DIP-81FormA1001.555051E+1040001501250.2+
PVD1354NSmod. SMT-81FormA1001.555051E+1040001501250.2+
PVD2352Nmod. DIP-81FormA2006.024051E+0840001001100.2+
PVD2352NSmod. SMT-81FormA200624051E+0840001001100.2+
PVD3354Nmod. DIP-81FormA3006.024051E+1040001001100.2+
PVD3354NSmod. SMT-81FormA300624051E+1040001001100.2+
PVDZ172Nmod. DIP-81FormA600.251500101E+0840002000500+
PVDZ172NSmod. SMT-81FormA600.251500101E+0840002000500+

Для работы на постоянном и переменном токе

ПриборКорпусСхемаРабочее напряжение (+) [В]Рабочее напряжение (–) [В]Сопротивление включенного ключа (AC) [Ом]Сопротивление включенного ключа (DC) [Ом]Ток [мА] (AC)Ток [мА] (DC)Ток управления [мА]Сопротивление выключенного ключа [Ом]Прочность изоляции [В]Время включения [мкс]Время выключения [мкс]Тепловое напряжение смещения [В]Бессвинцовое исполнение
PVA1352Nmod. DIP-81FormA100100537537551E+0840001501250.2+
PVA1352NSmod. SMT-81FormA100100537537551E+0840001501250.2+
PVA1354Nmod. DIP-81FormA100100537537551E+1040001501250.2+
PVA1354NSmod. SMT-81FormA100100537537551E+1040001501250.2+
PVA2352Nmod. DIP-81FormA2002002415015051E+0840001001100.2+
PVA2352NSmod. SMT-81FormA2002002415015051E+0840001001100.2+
PVA3054Nmod. DIP-81FormA300300160505051E+104000601000.2+
PVA3054NSmod. SMT-81FormA300300160505051E+104000601000.2+
PVA3055Nmod. DIP-81FormA300300160505051E+114000601000.2+
PVA3055NSmod. SMT-81FormA300300160505051E+114000601000.2+
PVA3324Nmod. DIP-81FormA3003002415015021E+1040001001100.2+
PVA3324NSmod. SMT-81FormA3003002415015021E+1040001001100.2+
PVA3354Nmod. DIP-81FormA3003002415015051E+1040001001100.2+
PVA3354NSmod. SMT-81FormA3003002415015051E+1040001001100.2+
PVAZ172Nmod. DIP-81FormA60600.510001000101E+0840002000500+
PVAZ172NSmod. SMT-81FormA60600.510001000101E+0840002000500+
PVG612DIP-61FormA60600.50.151000200051E+0840002000500+
PVG612ADIP-61FormA60600.10.035200040005.6E+0840003500500+
PVG612ASSMT-61FormA60600.10.035200040005.6E+0840003500500+
PVG612SSMT-61FormA60600.50.151000200051E+0840002000500+
PVG613DIP-61FormA60600.50.251254.8E+0940002000500NA+
PVG613SSMT-61FormA60600.50.251254.8E+0940002000500NA+
PVN012DIP-61FormA20200.10.04250045003.16E+0840005000500+
PVN012APBFDIP-61FormA20200.050.01540006000540003000500+
PVN012ASPBFSMT-61FormA20200.050.01540006000540003000500+
PVN012SSMT-61FormA20200.10.04250045003.16E+0840005000500+
PVN013DIP-61FormA20200.10.0652.54.531.6E+0940005000500NA+
PVN013SSMT-61FormA20200.10.0652.54.531.6E+0940005000500NA+
PVO402APThin-Pak1FormA400400222215015054E+0837501000500+
PVO402PThin-Pak1FormA400400353512012034E+0837502000500—
PVR1300NDIP-161FormA100100533604202.010A815001501250.2+
PVR1301NDIP-161FormA100100533604202.010A1015001501250.2+
PVR2300NDIP-162FormA20020024631031051E+0815001501250.2+
PVR3300NDIP-162FormA30030024631031051E+0815001501250.2+
PVR3301NDIP-162FormA30030024631031051E+1015001501250.2+
PVT212DIP-61FormA1501500.750.2555082551.5E+0840003000500+
PVT212SSMT-61FormA1501500.750.2555082551.5E+0840003000500+
PVT312DIP-61FormA25025010319032022.5E+0840003000500+
PVT312LDIP-61FormA250250154.2517030022.5E+0840003000500+
PVT312LSSMT-61FormA250250154.2517030022.5E+0840003000500+
PVT312SSMT-61FormA250250154.2519032022.5E+0840003000500+
PVT322DIP-82FormA250250101017017022.5E+0840003000500+
PVT322ADIP-82FormA2502508817017022.5E+0840003000500+
PVT322ASSMT-82ForlA2502508817017022.5E+0840003000500+
PVT322SSMT-82FormA250250101017017022E+0840003000500+
PVT412DIP-61FormA40040027714021034E+08400020005000.5+
PVT412ADIP-61FormA4004006224036034E+08400030005000.5+
PVT412ASSMT-61FormA4004006224036034E+08400030005000.5+
PVT412LDIP-61FormA40040035912020034E+08400020005000.5+
PVT412LSSMT-61FormA40040035912020034E+08400020005000.5+
PVT412SSMT-61FormA40040027714021034E+0840002000500+
PVT422DIP-82FormA400400353512012023.2E+08400020002000+
PVT422PThin-Pak2FormA400400353512012023.2E+08375020002000—
PVT422SSMT-82FormA400400353512023023.2E+08400020002000+
PVU414DIP-61FormA40040027714021031E+104000-002000.2+
PVU414SSMT-61FormA40040027714021031E+104000-002000.2+
PVX6012DIP-141FormA40040011-.4E+08375070001000+
PVY116SOP-41FormA40404.44.42502502.03.2E+101500-00-00+
PVY117SOP-41FormA40400.950.9-47047024E+101500200100+

Оптоизоляторы

ПриборКорпусСхемаЧисло выходовВыходное напряжение [В]Ток короткого замыкания [мА]Номинальный ток управления [мА]Бессвинцовое исполнение
PVI1050NDIP-82FormA25510+
PVI1050NSSMT-82FormA25510+
PVI5013RDIP-82FormA25110+
PVI5013RSSMT-82FormA2315+
PVI5033RDIP-82FormA2555+
PVI5033RSSMT-82FormA2555+
PVI5050Nmod. 8-pin
DIP		1FormA15510+
PVI5050NSmod. 8-pin
SMT		1FormA15510+
PVI5080Nmod.
DIP-8		1FormA15810+
PVI5080NSmod.
SMT-8		1FormA15810+

2.23. МОП-транзисторы семейства Trench HEXFET® для автоэлектроники



МОП-транзисторы семейства Trench HEXFET® для автоэлектроники производства компании IR от их конкурентов отличают более высокие параметры и устойчивость к неблагоприятным условиям эксплуатации. Уникальный процесс производства этих транзисторов оптимизирован для обеспечения преимуществ Trench-структур при их использовании в суровых условиях характерных для автоэлектроники без ухудшения устойчивости к лавинному пробою, которую разработчики автомобильных узлов могут ожидать от МОП-транзисторов с планарной структурой.
Для использования в автомобильных системах большой мощности, технология Trench компании IR оптимизированадля получения минимального сопротивления структуры во включенном состоянии и обеспечивает его снижение на 15% на единицу площади структуры по сравнению с изделиями-конкурентами, и на 45% меньше, чем у лучших планарных структур.


Преимущества Trench МОП-транзисторов

По сравнению с лучшими конкурирующими изделиями:
  • Самое низкое RDS(on) на единицу площади структуры при повышенной температуре
  • Прекрасная устойчивость к лавинному пробою
  • Малый заряд затвора

Применение

Силовая электроника, включая:
  • Интегрированные стартер-генераторы
  • Синхронные выпрямители генераторов
  • Электрические усилители рулевого управления
  • Системы управления электромоторами (щеточными и бесщеточными)

Потоки электронов


Семейство МОП-транзисторов Trench HEXFET®

ПриборКорпусVDS [В]RDS(on) [мОм]ID(max) [А]RTH(max) [°С/Вт]Напряжение управления
AUIRF2903ZD2Pak302.6751)0.51Стандартное
AUIRFS3004-7PD2Pak-7P401.251601)0.4Стандартное
AUIRFP4004TO-247AC401.351951)0.4Стандартное
AUIRF*3004TO-220AB/ D2Pak401.75751)0.4Стандартное
AUIRLS3034-7PD2Pak -7P401.71601)0.4Логический уровень
AUIRL*3034TO-220AB/ D2Pak401.7750.4Логический уровень
AUIRF2804SD2Pak402.0750.45Стандартное
AUIRF2804S-7PD2Pak-7P401.61601)0.50Стандартное
AUIRF1404ZSD2Pak403.7750.65Стандартное
AUIRL1404ZSD2Pak405.95)750.65Логический уровень
AUIRLR3114ZPBFDPak406.5421)1.05Логический уровень
AUIRF4104SD2Pak405.5751.05Стандартное
AUIRFR4104DPak405.5421)1.05Стандартное
AUIRFR3504ZDPak409.0421.66Стандартное
AUIRF1405ZS-7PD2Pak-7P554.91200.65Стандартное
AUIRF1405ZSD2Pak554.9750.65Стандартное
AUIRF3805ZS-7PD2Pak-7P552.61600.5Стандартное
AUIRF3805ZSD2Pak553.3750.45Стандартное
AUIRF3205ZSD2Pak556.5750.67Стандартное
AUIRF1010ZSD2Pak557.5751.11Стандартное
AUIRFR1010ZDPak558.5421.11Стандартное
AUIRFZ48ZSD2Pak5511.0611.64Стандартное
AUIRL3705ZSD2Pak5512.0751.18Логический уровень
AUIRLR3705ZDPak5513.0421.18Логический уровень
AUIRFZ46ZSD2Pak5513.6511.84Стандартное
AUIRFR2905ZDPak5514.5421.38Стандартное
IRFZ44ZSD2Pak5514.0511.87Стандартное
AUIRLR2905ZDPak5522.5421.9Логический уровень
AUIRLZ44ZSD2Pak5522.5601.87Логический уровень
AUIRFR4105ZDPak5524.5301)3.12Стандартное
AUIRFL024ZSOT-2235557.55.145Стандартное
AUIRLL024ZSOT-22355100164.28Логический уровень
AUIRLR024ZDPak55100164.28Логический уровень
AUIRFR48ZDPak5512301.64Стандартное
AUIRFR46ZDPak5514.5301.84Стандартное
AUIRLR3915DPak3)5514301.3Стандартное
AUIRF3305TO-2202,3)558750.45Стандартное
AUIRLS3036-7PD2Pak602.21601)0.4Логический уровень
AUIRFS3006-7PD2Pak602.11601)0.4Стандартное
AUIRL*3036TO-220AB/ D2Pak602.8751)0.4Стандартное
AUIRF*3206TO-247/TO-220AB/ D2Pak/ TO-262603.01201)0.5Стандартное
AUIRFB3306TO-247/TO-220AB/ D2Pak604.21201)0.65Стандартное
AUIRLR3636D-Pak608.3501.05Логический уровень
AUIRF1010RZSD2Pak608.5751.11Стандартное
AUIRFZ44VZSD2Pak6012.0571.64Стандартное
AUIRFP4368TO-247751.81951)0.29Стандартное
AUIRFS3107-7PD2Pak-7P752.62400.4Стандартное
AUIRFS3107D2Pak753.01200.4Стандартное
AUIRF*3077TO-247/TO-220753.31200.44Стандартное
AUIRF2907ZS-7PD2Pak-7P753.81600.45Стандартное
AUIRF*3307ZTO-220AB/ D2Pak/TO-262755.81200.65Стандартное
AUIRF3808(S)TO-220AB/ D2Pak757.0750.45Стандартное
AUIRF*3607TO-220AB/ D2Pak/TO-262759.0801.045Стандартное
AUIRF3007TO-220AB7512.6750.74Стандартное
AUIRF2807TO-220AB7513.0820.65Стандартное
AUIRF*2307ZD-Pak/I-Pak7516.0421.42Стандартное
AUIRF*2607ZD-Pak/I-Pak7522.0421.38Стандартное
AUIR*R2407D-Pak/I-Pak7526.0421.4Стандартное
AUIRFP4468TO-2471002.61950.29Стандартное
AUIRLS4030-7PD2Pak-7P1004.11900.4Логический уровень
AUIRFS4010-7PD2Pak-7P1004.01900.4Стандартное
AUIRL*4030TO-220/ D2Pak1004.51800.4Стандартное
AUIRF*4110TO-247/TO-2201004.51201)0.4Стандартное
AUIRFS*4010D2Pak/TO-2621004.71800.4Стандартное
AUIRF*4310ZTO-247/TO-220/ D2Pak/TO-262/1006.01200.6Стандартное
AUIRF*410ZTO-247/TO-220/ D2Pak/TO-262/1009.01200.65Стандартное
AUIRFB4610TO-220/ D2Pak/TO-26210014.0730.77Стандартное
AUIRF*3710ZD-Pak/I-Pak10018.0421.05Стандартное
AUIRF540Z(S)100Стандартное
AUIRLR120ND-Pak/I-Pak100265103.1Логический уровень
AUIRF*120ZD-Pak/I-Pak1001908.74.28Стандартное

1) Максимальный ток для корпусов TO-247195A, D2Pak — 75А, D2Pak-7 — 160А, DPak — 42А и SOT-223 — 30А.
2) Планарная технология.
3) Разработан для применения в схемах с линейным управлением.
4) Проверить доступность приборов в корпусах ТО-220, ТО0262 и I-Pak можно на сайте auto.irf.com.
5) Значение RDS(on) для приборов с логическим управлением производится при VGS=4.5В.
* Доступна бессвинцовая версия. К названию прибора добавляется суффикс Pbf.

2.24. МОП-транзисторы семейства DirectFET



Корпуса для силовых приборов семейства DirectFET, разработанные компанией International Rectifier, является революционным шагом в решении задачи охлаждения корпусов типа SO-8 с верхней стороны. Совместно с улучшенным охлаждением нижней стороны корпуса, она обеспечивает двухсторонний отвод тепла от прибора, что позволяет уменьшить число элементов на 60%, и уменьшить площадь платы на 50% по сравнению с обычными или улучшенными корпусами типа SO-8. Это позволяет удвоить плотность тока (А/см2) при меньшей стоимости системы. В состав семейства МОП-транзисторов в корпусах DirectFET входят согласованные сборки транзисторов для использования в понижающих преобразователях напряжения на 20, 25, и 30В, а также приборы на 30В, предназначенные для работы в высокочастотных преобразователях. Семейство приборов в корпусах DirectFET выпускается в корпусах трёх размеров, что обеспечивает максимальную гибкость в их применении.

Особенности

  • Отвечают требованиям RoHs в части содержания свинца и бромидов
  • Тепловое сопротивление кристалл—корпус 1.4°С/Вт обеспечивает эффективный отвод тепла с верхней стороны корпуса
  • Тепловое сопротивление кристалл—печатная плата 1°С/Вт при том же посадочном месте, что и у корпуса SO-8
  • На 90% меньшее тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом чем у корпуса SO-8
  • Высота корпуса 0.7мм против 1.75мм у корпуса SO-8
  • Непосредственное соединение кристалла с внешними выводами без проводов или рамки
  • Низкая паразитная индуктивность корпуса, обеспечивающая более высокие рабочие частоты
  • Совместимость с производственным и технологическим оборудованием с большими объемами производства

Преимущества продукции IR

  • Двухкратное увеличение плотности тока
  • Уменьшение числа МОП-транзисторов на 60%
  • Уменьшение площади печатной платы на 50%
  • Снижение рабочей температуры на 50°С увеличивает надежность
  • Уменьшение общей цены системы

Применение

  • Модули VRM для серверов (понижающие преобразователи с синхронным выпрямлением)
  • Рабочие станции и центральные ЭВМ (синхронные выпрямители и узлы O'Ring)
  • Высококачественные ноутбуки (понижающие преобразователи с синхронным выпрямлением)
  • Передовые системы телекоммуникации и передачи данных (шинные конвертеры)
  • Радиоуправляемые игрушки (схемы управления электромоторами)
  • Инструмент с батарейным питанием (схемы управления электромоторами)
  • Звуковые усилители класса D


«Исследовательский центр DirectFET» имеет своей целью дать потребителям наиболее полную информацию об инновационных особенностях приборов семейства DirectFET, а также снабдить их примерами применения, в которых эти приборы проявляют свои лучшие электрические и тепловые свойства. Исследовательский центр включает следующие разделы:
  • Обзор свойств МОП-транзисторов семейства DirectFET и углубленное описание их электрических, тепловых и механических характеристик
  • Особенности применения и сборник описаний конструкций, выполненных на этих приборах
  • Особенности проектирования и технологии монтажа, связанные с уникальными свойствами приборов семейства DirectFET
  • Ответы на часто задаваемые вопросы
Для получения информации посетите сайт www.irf.com/product-info/directfet/dfdiscovery/

Электрические параметры

ПриборBVDSS max [В]ПрименениеRDS(on) [мОм]VGS [В] (max)ID @ 25°C [А]QG (typ) [нКл]QGD (typ) [нКл]QSW (typ) [нКл]Код разводки места для пайки по AN-10351"Sq Rthj_a1) [oС/Вт]Rthj_a [oС/Вт]
10В (max)4.5В (max)10В (typ)4.5В (typ)
IRF6609TRPBF20Sync FET2.02.61.62.0±20150461520MT451.4
IRF6619TRPBFSync FET2.23.01.652.2±20150381317MX451.4
IRF6620TRPBFSync FET2.73.62.12.8±20150288.812MX451.4
IRF6636TRPBFSync FET4.56.43.24.6±2081186.18ST583
IRF6623TRPBFCtrl FET5.79.74.47.5±2055114.05.2ST583
IRF6633TRPBFCtrl FET5.69.44.17.0±2059114.05.2MP553
IRF6610TRPBFCtrl FET6.810.75.28.2±2066113.64.9SQ583
IRF6716MTRPBF25Sync FET1.62.61.22.0±201803912.017.3MX351.6
IRF6629TRPBFSync FET2.12.71.62.1±20180341115MX451.2
IRF6628TRPBFSync FET2.53.31.92.5±20160311216MX451.3
IRF6713STRPBFSync/Ctrl3.04.42.23.4±2095216.39.0SQ583.0
IRF6712STRPBFCtrl FET4.98.73.86.7±2068134.46.1SQ583.5
IRF6622TRPBFCtrl FET6.38.94.96.8±2059113.85.4SQ583.7
IRF6635TRPBF30Sync FET1.82.41.31.8±20180471729MX451.4
IRF6678TRPBFSync FET2.23.01.72.3±20150431519MX451.4
IRF6618TRPBFSync FET2.23.41.7-±20150431519MT451.4
IRF6611TRPBFSync FET2.63.42.02.6±201503712.515.8MX321.4
IRF6638TRPBFSync FET2.93.92.23.0±20140301114MX451.4
IRF6612TRPBFSync FET3.34.42.53.4±20136301013MX451.4
IRF6626TRPBFSync/Ctrl5.47.14.05.2±2072196.78.3ST583
IRF6631TRPBFCtrl FET7.810.86.08.3±2057124.45.5SQ583
IRF6637TRPBFCtrl FET7.710.85.78.2±2052114.05.0MP551.3
IRF6617TRPBFCtrl FET8.110.36.27.9±2052114.05.0ST583
IRF6621TRPBFCtrl FET9.112.17.09.3±205511.74.25.2SQ583
IRF7739L2TRPBF40Sync Rect1.00.7±2027022981100L8401.2
IRF6613TRPBFSync Rect3.44.12.63.1±201504211.515.9MT451.4
IRF6616TRPBFSync Rect5.06.23.74.6±20106299.412MX451.4
IRF6614TRPBFSync Rect8.39.95.97.1±2055196.07.4ST583
DirectFETKY
IRF6691TRPBF20Sync FET1.82.51.21.8±12180471519MT451.4
DirectFET Среднее напряжение
IRF7749L2TRPBF60SR / PB1.51.1±202002007183L8451.2
IRF6648TRPBFSR / PB7.05.5±2086361417MN451.4
IRF7759L2TRPBF75SR / PB2.31.8±201602006273L8451.2
IRF6646TRPBF80SR / PB9.57.6±2068361214MN451.4
IRF6668TRPBFSR / PB1512±2055227.89.4MZ451.4
IRF7769L2TR1PBF100SR / PB3.52.8±20124200110119L8451.2
IRF6644TRPBFSR / PB1310±2060351213MN451.4
IRF6662TRPBFSR / PB2218±2047226.88.0MZ451.4
IRF6645TRPBFSR / PB3528±2025144.85.6SJ583
IRF6655TRPBFSR / PB6253±20198.72.83.4SH583
IRF7665S2TRPBFSR / PB6251±2014.48.33.24.0SB535
IRF7779L2TRPBF150SR / PB119±2067973340L8451.2
IRF6643TRPBFSR / PB3529±2035391113MZ451.4
IRF6775MTRPBFClass D4756±2028256.68MZ451.4
IRF6641TRPBF200SR / PB6051±2026349.511MZ451.4
IRF6785MTRPBFClass D10085±2015266.98.2MZ451.4
IRF7799L2TRPbF250Sync Rect3832±30351103945L8351.2

1) 1" Sq Rthj-a — тепловое сопротивление при поверхностном монтаже прибора на 1кв. дюйм меди.

2.25. МОП-транзисторы семейства Benchmark


Применение МОП-транзисторов семейства Benchmark для понижающих DC/DC-преобразователей

Компания IR предлагает семейство МОП-транзисторов с максимально допустимым напряжением сток-исток 30В для применения в понижающих преобразователей напряжения с синхронным выпрямлением, используемых в локальных преобразователях. МОП-транзисторы в корпусах SO-8 разработаны для использования в узлах с высокой плотностью монтажа, когда требуются малые размеры, высокий КПД и улучшенная теплопроводность. Эти транзисторы идеально подходят для применения в ноутбуках и локальных преобразователях в серверах, а также в современных системах телекоммуникации и обмена данными.
Эти новые N-канальные приборы предлагаются в стандартных корпусах типов D-Pak, SO-8 и новом корпусе Power QFN, оптимизированном для крупносерийного производства. Силовой квадратный плоский безвыводной корпус PQFN имеет улучшенные тепловые характеристики и обеспечивает гибкость при осуществлении новых разработок при размерах, равных размерам корпуса SO-8.
Эти новые МОП-транзисторы имеют значительно улучшенные свойства оксидной изоляции затвора по сравнению с приборами предыдущих поколений и обеспечивают высокие характеристики при использовании в понижающих преобразователях с синхронным выпрямлением при входном напряжении 12В и выходном напряжении 1…3В. Низкое сопротивление RDS(on) и малый заряд переключения Qg делают эти новые приборы идеальными для применения в локальных преобразователях. Малые потери проводимости улучшают КПД при высоких нагрузках и уменьшают выделение тепла, в то время как низкие потери переключения помогают достичь высокого КПД при малых нагрузках. Эти новые приборы позволяют упростить и удешевить существующие конструкции.

Особенности и выгоды, получаемые при использовании МОП-транзисторов

  • Соответствие требованиям RoHS
  • Отсутствие галогенов
  • Идеально подходят для использования в понижающих преобразователях с синхронным выпрямлением для локальных преобразователей
  • Очень низкое RDS(on) при VGS=4.5В
  • Малые потери проводимости
  • Улучшенный КПД и тепловые характеристики при высоких нагрузках
  • Высокий КПД даже при малых нагрузках

Особенности и выгоды, получаемые при использовании корпусов типа Power QFN

  • Компактность (5×6мм)
  • Низкое тепловое сопротивление
  • Большой вывод истока для повышения надежности пайки
  • Совместимость по цоколевке с корпусом SO-8
  • Оптимизированы для крупносерийного производства

Рынок и применение

  • Ноутбуки
  • Локальные преобразователи
  • Передовые системы телекоммуникации и передачи данных

Преимущества продукции компании IR

  • Эталонные стандарты на характеристики и производственные возможности
  • Широчайший диапазон корпусов вплоть до напряжения 250В
  • Лидирующее в промышленности качество

Электрические параметры

ПриборПрименениеКорпусVDSS [В]VGS [В]ID @ 25°C [А]RDS(on) [мОм]VTH [В]QG [нКл]
VGS = 4.5ВVGS = 10В
IRF8707PBFLoad SwitchSO-830±201117.511.9>1.356.2
IRF8714PBFControl FETSO-830±201413.08.7>1.358.1
IRF8721PBFControl FETSO-830±201412.58.5>1.358.3
IRLR8721PBFControl FETD-Pak30±206511.88.4>1.358.5
IRF8736PBFSync FETSO-830±20186.84.8>1.3517
IRF7862PBFSync FETSO-830±20214.53.7>1.3530
IRFH7921PBFControl FETPQFN30±201512.58.5>1.359.3
IRFH7932PBFSync FETPQFN30±20253.93.3>1.3534

Два новых прибора IRFH7921PBF и IRFH7932PBF выполнены в новом корпусе Power QFN. Этот корпус обеспечивает возможность разработчику уменьшить размер конструкции при улучшении ее технических характеристик и надежности. Его размеры составляют всего 5×6мм и он имеет большой вывод истока для получения более надежной пайки. Корпус PQFN имеет на 30% уменьшенное тепловое сопротивление и на 15% увеличенную нагрузочную способность по току по сравнению с корпусом SO-8. По своим характеристикам корпус PQFN заполняет зазор между корпусами SO-8 и DirectFET. Этот корпус оптимизирован для больших объемов производства.

2.26. Применение МОП-транзисторов семейства Benchmark для синхронного выпрямления



Компания IR расширила линейку МОП-транзисторов семейства HEXFET® приборами на напряжения 60, 75 и 100В, предназначенными для применения в AC/DC-преобразователях с синхронным выпрямлением в серверах, источниках питания лэптопов и десктопов, и освоила производство новых приборов типов IRFB/S/SL3206, IRFB3077 и IRFB4110.
В процессе продолжающихся поисков путей увеличения плотности мощности и быстродействия схем обработки данных требования к повышению плотности мощности в источниках питания продолжают расти. Новые приборы IRFB/S/SL3206, IRFB3077 и IRFB4110 обеспечивают повышение плотности мощности за счет уменьшения RDS(on) на 10% по сравнению с прежними промышленными нормами, что позволяет их использовать в импульсных преобразователях напряжения в качестве превосходных синхронных выпрямителей.
Высокоэффективные 75- и 100-вольтовые МОП-транзисторы семейства HEXFET, в корпусах типа ТО-220, позволяют на более чем 30% сократить число компонентов во вторичном синхронном выпрямителе и в мостовых схемах по сравнению с приборами-конкурентами в таких же корпусах.
МОП-транзисторы на 75В разработаны для уменьшения размеров схем и увеличения плотности удельной мощности в импульсных источниках питания мощных серверов с узлами O'Ring при выходном напряжении 12В или напряжении шины питания 48В. 100-вольтовые приборы хорошо подходят для вторичного выпрямления в мощных обратноходовых преобразователях и обеспечивают увеличение КПД в изолированных 48-вольтовых DC/DC-преобразователях большой мощности, применяемых в телекоммуникационных системах. В дополнение, эти повые приборы могут быть использованы для управления шаговыми двигателями и бесщеточными электромоторами.

Особенности и выгоды

  • Оптимизированы для применения в синхронных выпрямителях
  • Обеспечивают меньшие потери проводимости, что увеличивает КПД и плотность удельной мощности
  • Выпускаются в корпусах TO-220, D2PAK, D2PAK-7 и TO-262
  • Выпускаются в бессвинцовом исполнении
  • По устойчивости к влажности отвечают требованиям промышленного стандарта MSL1

Рынок и применение

  • AC/DC источники питания серверов, лэптопов и десктопов
  • O'Ring узлы для шин напряжением 48В в телекоммуникационных системах и серверах
  • Первичная сторона DC/DC-преобразователей с входным напряжением 24В и низковольтные схемы управления электромоторами

Преимущества продукции компании IR

  • Самое низкое среди промышленно выпускаемых приборов RDS(on)
  • Соответствие требованиям, предъявляемым в импульсных преобразователях с выходным напряжением 12…24В
  • Эталонные характеристики для применения в импульсных AC/DC-преобразователях

Электрические параметры

ПриборVDSS [В]ID @ 25°C [А]RDS(on) [мОм] @ VGS = 10ВQG [нКл]Корпус
IRF2804PBF402702.3160TO-220
IRF2804SPBF402702.0160D2Pak
IRF2804S-7PPBF403201.6170D2Pak-7
IRF3805S-7PPBF552402.6130D2Pak-7
IRFB3206PbF602103.0120TO-220
IRFS3206PBF602103.0120D2Pak
IRFB3077PBF752103.3160TO-220
IRFS3207ZPBF751704.1120D2Pak
IRF2907ZS-7PPBF751803.8170D2Pak-7
IRFB4110PBF1001804.5150TO-220
IRFS4310ZPBF1001276.0120D2Pak
IRFB4321PBF150831571TO-220
IRFS4321PBF150831571D2Pak
IRFB4227PBF200652470TO-220
IRFS4227PBF200622670D2Pak
IRFB4332PBF250603399TO-220
IRFS4229PBF250454872D2Pak

МОП-транзисторы семейства HEXFET® совместно со схемой управления IR1166/67 образуют набор, представляющий собой «интелектуальный выпрямитель» (Smart Rectifier™). ИС IR1166/67 представляет собой схему управления вторичным выпрямителем с встроенным драйвером затвора с выходным током до 7А. Для работы независимо от первичной цепи в этой ИС используется запатентованный способ регистрации уровня напряжения, минимизирующий вредные реактивные токи во вторичной цепи и тем самым увеличивающий ее КПД. Запатентованная технология изготовления высоковольтных ИС (200V HVIC) позволяет осуществлять непосредственные измерение состояния МОП-ключа и его управление.





2.27. Применение МОП-транзисторов семейства Benchmark в промышленности



С развитием промышленного рынка растут и требования к надежности ключевых приборов и устойчивости их к неблагоприятным воздействиям. От оборудования, в котором применяются большие аккумуляторные батареи (автокары, источники бесперебойного питания, переносные электроинструменты, велосипеды с электроприводом и прочие изделия, в которых используются электромоторы) требуется все большая надежность и КПД, и это при условиях роста потребляемой мощности и необходимости увеличения долговечности аккумуляторов, предъявляемых к новым разработкам. Требования устойчивости МОП-транзисторов к неблагоприятным воздействиям и малым потерям в них являются составной частью этих требований. Мощные МОП-транзисторы , разработанные компанией IR в последнее время, отвечают требованиям в этих областях применения так как они имеют лучшие электрические характеристики и наиболее надежные корпуса из предлагаемых на рынке приборов.
Новый корпус типа D2PAK с 7-ю выводами, например, в комбинации с последними технологическими достижениями компании IR в области изготовления кристаллов обеспечивает превосходное значение RDS(on) и увеличение максимально допустимых параметров по сравнению с приборами в стандартных корпусах D2PAK. Ток стока у приборов в стандартных трехвыводных корпусах D2PAK ограничен на уровне примерно 100А, в зависимости от сечения выводов и используемого производителем метода определения максимально допустимого тока. Приборы компании IR имеют передовую 7-выводную рамку, которая обеспечивает большую площадь приварки проволочных выводов и тем самым уменьшает сопротивление корпуса без кристалла. При использовании семивыводного варианта корпуса D2PAK также увеличивается максимально допустимое напряжение по сравнению со стандартным корпусом D2PAK и увеличиваются запасы в схемах применения по отношению к броскам напряжения, которые могут быть вызваны внезапным изменением нагрузки.
Транзисторы типа IRF2804S-7PPBF (на 40В и 160A постоянного тока) и IRF3805S-7PPBF (на 55В и 160A постоянного тока) имеют значения RDS(on) 1.6 и 2.6мОм, соответственно. Улучшение нагрузочной способности по току позволяет существенно увеличить плотность мощности. Эти приборы могут быть идеальной заменой для многочисленных транзисторов в корпусах как D2PAK, так и предназначенных для монтажа в отверстия. В дополнение, для этих приборов в справочных листах указывается энергия лавинного пробоя при повторяющихся воздействиях, устоячивость к которому гарантируется при максимально допустимой температуре кристалла.

Особенности и выгоды

  • Малое сопротивление во включенном состоянии, отнесенное на единицу площади структуры
  • Оптимизация как в части быстродействия, так и уменьшения заряда переключения
  • Превосходная устойчивость к пробою подзатворного диэлектрика, лавинному пробою и скорости изменения напряжения dv/dt

Рынок и применение

  • Схемы управления электромоторами
  • Источники бесперебойного питания
  • DC/DC-преобразователи
  • Электроинструменты
  • Велосипеды с электроприводом

Преимущества продукции компании IR

  • Лучшее отношение площади кристалла ключа к площади, занимаемой им на плате
  • Самое низкое среди промышленно выпускаемых приборов сопротивление RDS(on)
  • Широчайший выбор корпусов на напряжение до 250В
  • Лидирующее в промышленности качество

2.28. Таблицы выбора

7-выводной D2PAK — уникальная альтернатива стандартным приборам



Преимущества корпуса D2PAK перед стандартными корпусами D2PAK
  • RDS(on) меньше на 0.4мОм
  • Удвоенная нагрузочная способность по току
  • Превосходные тепловые характеристики
ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВID [А]QG [нКл]Корпус
IRF2804S-7PPBF401.6320170D2PAK-7
IRF2804SPBF402.0270160D2PAK
IRF2804PBF402.3270160TO-220
IRF3805S-7PPBF552.6240130D2PAK-7
IRFB3206PbF603.0210120TO-220
IRFS3206PBF603.0210120D2PAK
IRFP3206PBF603.0210120TO-247
IRF1018EPBF608.47969TO-220
IRF1018ESPBF608.47969D2PAK
IRFR1018EPBF608.47969D-PAK
IRFB3806PBF6015.84330TO-220
IRFS3806PBF6015.84330D2PAK
IRFR3806PBF6015.84330D-PAK
IRFB3077PBF753.3210160TO-220
IRFP3077PBF753.3210160TO-247
IRF2907ZS-7PPBF753.8180170D2PAK-7
IRFS3207ZPBF754.1170120D2PAK
IRFB3607PBF759.08084TO-220
IRFS3607PBF759.08084D2PAK
IRFR3607PBF759.08084D-PAK
IRFB4110PBF1004.5180150TO-220
IRFP4110PBF1004.6168152TO-247
IRFS4310ZPBF1006.0127120D2PAK
IRFP4310ZPBF1006.0127120TO-247
IRFB4321PBF150158371TO-220
IRFS4321PBF150158371D2PAK
IRFB4227PBF200246570TO-220
IRFS4227PBF200266270D2PAK
IRFB4332PBF250336099TO-220
IRFS4229PBF250484572D2PAK

Корпус PQFN N-канальные МОП-транзисторы

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS = 10ВVGS [В]maxID [А] @ TA=25°CQG [нКл]Корпус
IRFH7932PBF303.3±202534PQFN
IRFH7921PBF8.5±20159.3PQFN

Эти приборы являются МОП-транзисторами с канавкой и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

Корпус SO-8, N-канальные МОП-транзисторы

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВVGS [В]maxID [А] @ TA=25°CQG [нКл]Корпус
IRF3717PBF204.4± 202022SO-8
IRF7862PBF303.7± 202130SO-8
IRF8736PBF4.8± 201817SO-8
IRF8721PBF8.5± 20148.3SO-8
IRF8714PBF8.7± 20148.1SO-8
IRF8707PBF11.9± 20116.2SO-8
IRF7842PBF405.0±201833SO-8
IRF7855PBF609.4±201226SO-8
IRF7854PbF8013.4± 201027SO-8
IRF7493PBF15± 209.231SO-8
IRF7853PbF10018± 208.328SO-8
IRF7495PBF22± 207.334SO-8
IRF7494PBF15044± 205.236SO-8
IRF7492PBF20079± 203.739SO-8

Эти приборы являются Trench МОП-транзисторами и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

N-канальные МОП-транзисторы в корпусах для поверхностного монтажа с логическим уровнем управления

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВID [А] @ TA=25°CQG [нКл] typКорпус
IRLR3717PBF205.512021D-Pak
IRLR3715ZPBF15.5497.2D-Pak
IRL3715ZSPBF15.5507.0D2Pak
IRLR3714ZPBF25374.7D-Pak
IRL3714ZSPBF26364.8D2Pak
IRLR8743PBF303.916039D-Pak
IRL7833SPBF4.515032D2Pak
IRL8113SPBF7.110523D2Pak
IRLR8113PBF7.49422D-Pak
IRLR8721PBF11.8658.5D-Pak
IRLR7807ZPBF18.2437.0D-Pak
IRL1404ZSPBF40В5.920075D2Pak
IRLR3114ZPBF6.513040D-Pak
IRLR3705ZPBF5512.08944D-Pak
IRLR2905ZPBF22.56023D-Pak
IRLR024ZPBF100166.6D-Pak
IRLR3110ZPBF100166334D-Pak

Эти приборы являются Trench МОП-транзисторами и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

N-канальные МОП-транзисторы в корпусах для монтажа в отверстия с логическим уровнем управления

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВID [А] @ TA=25°CQG [нКл] typКорпус
IRL3715ZPBF2015.5507.0TO-220AB
IRL3714ZPBF26364.8TO-220AB
IRL7833PBF304.515032TO-220AB
IRL8113PBF7.110523TO-220AB
IRL1404ZPBF405.920075TO-220AB

Эти приборы являются Trench МОП-транзисторами и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

N-канальные МОП-транзисторы в силовых корпусах для поверхностного монтажа

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВID [А] @ TA=25°CQG [нКл] typКорпус
IRFR3711ZPBF205.79318D-Pak
IRF3711ZSPBF6.09216D2Pak
IRF3704ZSPBF7.9678.7D2Pak
IRFR3704ZPBF8.4609.3D-Pak
IRF1324S-7PPBF241.0429180D2Pak 7-pin
IRF2903ZSPBF302.4260160D2Pak
IRF3709ZSPBF6.38717D2Pak
IRFR3709ZPBF6.58617D-Pak
IRFR3707ZPBF9.5589.6D-Pak
IRF3707ZSPBF9.5599.7D2Pak
IRF2804S-7PPBF401.6320170D2Pak 7-pin
IRF2804SPBF2.0270160D2Pak
IRF1404ZSPBF3.7190100D2Pak
IRFR4104PBF5.511959D-Pak
IRF4104SPBF5.512068D2Pak
IRFR3504ZPBF9.07730D-Pak
IRF3805S-7PPBF552.6240130D2Pak 7-pin
IRF3205ZSPBF6.511076D2Pak
IRFR1010ZPBF7.59463D-Pak
IRFZ48ZSPBF116143D2Pak
IRFR48ZPBF116240D-Pak
IRFZ44ZSPBF13.95129D2Pak
IRFR4105ZPBF24.53018D-Pak
IRFS3206PBF603.0210120D2Pak
IRFS3306PBF4.216085D2Pak
IRFR1018EPBF8.47746D-Pak
IRF1018ESPBF8.47751D2Pak
IRFR3806PBF16.24222D-Pak
IRFS3806PBF16.24222D2Pak
IRF2907ZS-7PPBF753.8180170D2Pak 7-pin
IRFS3207ZPBF4.1170120D2Pak
IRFS3307ZPBF5.812079D2Pak
IRFR3607PBF9.08051D-Pak
IRFS3607PBF9.08051D2Pak
IRFR2307ZPBF165350D-Pak
IRFR2607ZPBF224534D-Pak
IRFS4310ZPBF1006.0127120D2Pak
IRFS4410ZPBF9.09783D2Pak
IRFS4610PBF147390D2Pak
IRFR3710ZPBF185669D-Pak
IRF3710ZSPBF185982D2Pak
IRF540ZSPBF26.53642D2Pak
IRFR120ZPBF1908.76.9D-Pak
IRFS4321PBF150158371D2Pak
IRFS4227PBF200246270D2Pak
IRFS4229PBF250484572D2Pak

Эти приборы являются Trench МОП-транзисторами и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

N-канальные МОП-транзисторы в корпусах для монтажа в отверстия

ПриборVDSS [В]RDS(on) [мОм] max @ VGS=10ВID [А] @ TA=25°CQG [нКл] typКорпус
IRF3711ZPBF206.09216TO-220AB
IRF3704ZPBF7.9678.7TO-220AB
IRLB3813PBF301.9526057TO-220AB
IRF2903ZPBF2.4260160TO-220AB
IRF3709ZPBF6.38717TO-220AB
IRF3707ZPBF9.5599.7TO-220AB
IRLP3034PBF401.7327108TO-247AC
IRLB3034PBF1.7343108TO-220AB
IRFP4004PBF1.735075TO-247AC
IRFB3004GPBF1.75340160TO-220AB
IRF2804PBF2.3270160TO-220AB
IRF1404ZPBF3.7190100TO-220AB
IRF4104PBF5.512068TO-220AB
IRF3205ZPBF556.511076TO-220AB
IRFZ48ZPBF116143TO-220AB
IRFZ44ZPBF13.95129TO-220AB
IRLB3036PbF602.427091TO-220AB
IRFB3006PBF2.5270200TO-220AB
IRFB3206PbF3.0210120TO-220AB
IRFP3206PBF3.0210120TO-247AC
IRFB3306PbF4.216085TO-220AB
IRFP3306PBF4.216085TO-247AC
IRF1018EPBF8.47946TO-220AB
IRFB3806PBF16.24322TO-220AB
IRFP4368PBF751.8350380TO-247AC
IRFB3077PBF3.3210160TO-220AB
IRFP3077PBF3.3210160TO-247AC
IRFB3207ZPBF4.1170120TO-220AB
IRFP2907ZPBF4.5170180TO-247AC
IRFB3307ZPBF5.812079TO-220AB
IRFB3607PBF9.08056TO-220AB
IRFP4468PBF1002.6290360TO-247AC
IRLB4030PbF4.318087TO-220AB
IRFB4110PBF4.5180150TO-220AB
IRFP4110PBF4.6168152TO-247AC
IRFB4310ZPbF6.0127120TO-220AB
IRFP4310ZPBF6.0127120TO-247AC
IRFB4410ZPBF9.09783TO-220AB
IRFP4410ZPBF9.09783TO-247AC
IRFB4610PBF147390TO-220AB
IRF3710ZPBF185982TO-220AB
IRF540ZPBF26.53642TO-220AB
IRFB4212PBF72.51815TO-220AB
IRFP4568PBF1505.9171151TO-247AC
IRFB4115PbF1110477TO-220AB
IRFB4321PBF158371TO-220AB
IRFP4321PBF15.57871TO-247AC
IRFB5615PBF393526TO-220AB
IRFB4615PBF393526TO-220AB
IRFB4019PBF951713TO-220AB
IRFP4668PBF2009.7130161TO-247AC
IRFB4127PbF20.076100TO-220AB
IRFB4227PBF246570TO-220AB
IRFP4227PBF256570TO-247AC
IRFB4620PBF72.52525TO-220AB
IRFB5620752525TO-220AB
IRFB4020PBF1001818TO-220AB
IRFP4768PBF25017.593180TO-247AC
IRFP4332PBF335799TO-247AC
IRFB4332PBF336099TO-220AB
IRFP4229PBF464472TO-247AC
IRFB4229PBF464672TO-220AB
IRFP4242PBF30059.046165TO-247AC

Эти приборы являются Trench МОП-транзисторами и предназначены для применения в импульсных источниках питания.

Электронные компоненты International Rectifier »»
Подробнее о компании International Rectifier »»