Blog về công ty Tái chế trình điều khiển cổng Rohm: Trình điều khiển cổng cách ly/IGBT/MOSFET/Bên cao/Bên thấp

Phân chế các trình điều khiển cổng Rohm:Triều khiển cổng cách ly / IGBT / MOSFET / Phía trên / Phía dưới

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.chuyên về lĩnh vực tái chế linh kiện điện tử trong gần 30 năm. Là một nhà bán hàng và tái chế linh kiện điện tử nổi tiếng trên toàn thế giới,chúng tôi đã từ lâu cam kết tái chế các chip điện tử khác nhau, cung cấp mua hàng bằng tiền mặt có giá trị cao, định giá tại chỗ và dịch vụ thanh toán ngay lập tức để giúp các doanh nghiệp nhanh chóng thanh toán hàng tồn kho, thu hồi vốn và giảm chi phí lưu trữ.

[Lợi ích của tái chế]

Mua hàng có giá trị cao, giá minh bạch: Chúng tôi dựa trên các điều kiện thị trường, cung cấp giá cao hơn 5%~15% so với mức trung bình trong ngành. Đánh giá miễn phí không có phí ẩn;Toàn bộ quá trình là cởi mở và minh bạch.

Bảo hiểm toàn diện, tái chế không giới hạn: Chúng tôi chấp nhận các thành phần mới, đóng gói ban đầu, lỗi thời, ngừng sản xuất và tháo dỡ.Kích thước lô hoặc loại bao bì.

Nhóm chuyên nghiệp, dịch vụ hiệu quả: Với hơn 17 năm kinh nghiệm trong ngành, chúng tôi cung cấp kiểm tra tại chỗ, thanh toán ngay lập tức và thanh toán nhanh chóng..

Hoạt động được cấp phép, an toàn và tuân thủ: Chúng tôi có giấy phép tái chế chính thức,tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn môi trường và coi thông tin tồn kho là bí mật để loại bỏ rủi ro vi phạm dữ liệu và bảo vệ lợi ích thương mại của bạn.

I. Tổng quan về sản phẩm

Tận dụng quy trình mạch tích hợp cao áp SOI của ROHM và công nghệ cách ly vi biến áp trên chip,chúng tôi đã thiết lập một dòng sản phẩm toàn diện bao gồm không cô lập phía trên và phía dưới, cũng như các dòng sản phẩm điều khiển cổng cách ly một và hai kênh, hoàn toàn tương thích với các thiết bị điện như silicon MOSFET, IGBT, thế hệ thứ ba SiC MOSFET và GaN HEMT.Các sản phẩm này bao gồm một loạt các ứng dụng chuyển đổi điện áp cao và thấp, bao gồm chuyển đổi tần số công nghiệp, lưu trữ năng lượng quang điện, hệ thống truyền động điện cho ô tô, nguồn cung cấp điện cho máy chủ, hệ thống UPS và chuyển đổi năng lượng cho robot hình người.

Các dòng sản phẩm được phân loại thành hai nhóm chính dựa trên kiến trúc:

Các trình điều khiển cổng phía cao và thấp không bị cô lập (BM60/BS/BD series HVIC): Kiến trúc đất nổi Bootstrap, điện áp chịu nổi đất nổi cao áp suất 600V1200V,dành riêng cho cấu hình cầu nửa và cầu ba pha, cung cấp chi phí thấp và tích hợp cao;

Các trình điều khiển cổng cô lập (série cô lập BM61/BM6GD): có cách ly điện dựa trên bộ biến áp trên chip, với cách ly chịu điện áp 2500Vrms/3750Vrms;tách hoàn toàn các mạch điện áp cao và thấp; phù hợp với các tiêu chuẩn an toàn điện áp cao, an toàn chức năng ô tô và các ứng dụng truyền động IGBT / SiC công suất cao;

Cả hai loại sản phẩm đều hỗ trợ lái xe phía trên và phía dưới độc lập, với các tùy chọn cho các giải pháp tích hợp một kênh, hai kênh và ba pha.Chúng kết hợp nhiều tính năng bảo vệ bao gồm UVLO (Undervoltage Lockout), kẹp Miller hoạt động, bảo vệ điện áp quá cao và phát hiện mạch ngắn trong khi cân bằng hiệu quả chuyển mạch, ngăn chặn EMI và độ tin cậy hoạt động lâu dài.

II. Phân tích kiến trúc kỹ thuật cốt lõi và phân loại

(1) Các trình điều khiển cổng phía trên / phía dưới không bị cô lập (HVIC Bootstrap Series, để điều khiển IGBTs / MOSFETs)

1Nguyên tắc hoạt động cơ bản

Sử dụng quy trình SOI (Silicon-on Insulator) đã được chứng minh của ROHM, kênh phía trên được cung cấp nguồn điện nổi thông qua một diode bootstrap và tụ bootstrap,loại bỏ sự cần thiết của một nguồn cung cấp điện biệt lập; Một mạch chuyển cấp cao điện áp tích hợp cho phép truyền tín hiệu logic 3.3V/5V từ phía điều khiển sang phía cao điện áp 1200V.Một con chip duy nhất đồng thời đầu ra cả hai bên trên và bên dưới tín hiệu ổ đĩa, hỗ trợ topology biến tần nửa cầu, cầu đầy đủ và ba pha, và điều khiển trực tiếp các MOSFET kênh N và thiết bị điện IGBT.

2Các mô hình đại diện và các thông số chính

BM60212FV-C (Xe ô tô cấp 1200V hai kênh phía trên và phía dưới)

Năng lượng chịu nổi mặt đất nổi: 1200V; chứng nhận ô tô AEC-Q100 lớp 1; hỗ trợ phân tích an toàn chức năng;

Phạm vi điện áp cung cấp: 1024V; thắt Miller tích hợp và bảo vệ điện áp thấp UVLO;

Trì trễ tăng / giảm điển hình: 55 ns; tương thích với 3.3 V / 5 V MCU đầu vào logic;

Ứng dụng: Bộ sạc trên tàu (OBC), biến tần trên tàu và mạch nửa cầu IGBT công nghiệp 1200 V.

BS2114F (600 V điều khiển bên cao và bên thấp cho mục đích chung)

Điện áp chịu nổi mặt đất nổi: 625 V; dòng điện dẫn đầu: ± 500 mA;

Thời gian chết cố định tích hợp 160 ns, nguồn điện UVLO, gói SOP8 nhỏ gọn;

Ứng dụng: Máy biến tần gia dụng, Máy biến tần PV quy mô nhỏ, Máy chuyển đổi DC-DC lưu trữ năng lượng 48V.

BD2310G (Driver chuyên dụng bên dưới một kênh)

Kiến trúc phía thấp thuần túy, 4 A sink / nguồn điện, gói SSOP5 siêu nhỏ gọn;

Nhập logic 2,0 V 5,5 V, VCC 4,5 V 18, chuyển đổi tốc độ cao 15 ns;

Thích hợp cho: điều chỉnh đồng bộ điện áp thấp, các công tắc phụ trợ MOSFET / IGBT bên thấp và các trình điều khiển công tắc điện phụ trợ cho robot hình người.

BD67871MWV-Z (Động cơ điều khiển bên trên và bên dưới ba pha tích hợp, trình điều khiển cổng hoạt động TriC3TM)

Ba mạch nửa cầu tích hợp (6 trình điều khiển phía trên và phía dưới), phạm vi điện áp rộng 4,5 ̊60 V;

Điều chỉnh dòng điện cửa năng động TriC3 TM độc quyền của ROHM, đồng thời giảm tổn thất chuyển mạch và chuông EMI;

Bảo vệ toàn diện tích hợp bao gồm thời gian chết, quá tải, điện áp thấp và tắt nhiệt;

Thích hợp cho: động cơ BLDC công nghiệp, công cụ điện và ổ servo nối robot hình người.

3Ưu điểm sản phẩm

Phân biệt điện áp cao thông qua quy trình SOI; cách ly chip bên trong loại bỏ nhu cầu cho các bộ kết hợp quang bên ngoài hoặc biến áp cách ly, giảm chi phí BOM;

Tích hợp chip duy nhất của các kênh kép phía trên và phía dưới đơn giản hóa các mạch ngoại vi nửa cầu và giảm cảm ứng ký sinh trong định tuyến PCB;

Kẹp Miller hoạt động ngăn chặn sự dẫn sai của dòng Miller trong quá trình tắt IGBT / MOSFET, ngăn ngừa sự dẫn trực tiếp giữa các công tắc trên và dưới và sự cố thiết bị tiếp theo;

Có sẵn trong cả các loại ô tô và công nghiệp, với phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng từ 40 °C đến 125 °C, phù hợp với các điều kiện hoạt động đòi hỏi khắt khe.

(II) Động cơ cổng cô lập (độc lập biến áp trên chip, tương thích với IGBT / MOSFET / SiC / GaN)

1Nguyên tắc hoạt động cơ bản

Sử dụng quá trình tích hợp bộ biến áp nhỏ trên chip của ROHM, bộ biến áp cách ly, điều chế tín hiệu và điều chế lại,và mạch ổ điện áp cao / thấp được tích hợp vào một con chip duy nhất, đạt được cách ly điện hoàn toàn giữa phía điều khiển (MCU điện áp thấp) và phía điện (IGBT / SiC điện áp cao).đáp ứng tiêu chuẩn cách nhiệt UL1577; Bảo vệ UVLO độc lập kép ở cả hai bên đầu vào và đầu ra đảm bảo không có nhiễu đất chung giữa các mạch điện áp cao và thấp,do đó ngăn chặn crossstalk điện áp cao làm hỏng bộ điều khiển chính, làm cho nó phù hợp với thiết bị công suất cao, mức độ an toàn cao.

2Phân loại các dòng sản phẩm chính

(1) Dòng BM61S (Các trình điều khiển cô lập phổ quát cho SiC / IGBT, hạng ô tô 3750 Vrms)

Các mô hình đại diện: BM61S40RFV-C (một kênh), BM61S41RFV-C (hai kênh, phía trên và phía dưới)

Phân cách chịu điện áp 3750Vrms; AEC-Q100 lớp 1 loại ô tô; hỗ trợ an toàn chức năng;

Điện năng ổ cắm đầu ra là ± 4A; điện áp cung cấp bên thứ cấp là 1624V; phù hợp hoàn hảo với điện áp ổ cắm 18V của MOSFET SiC thế hệ thứ ba;

Cụ thể, các thiết bị này có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử.

Tiến độ truyền I/O tối đa 65 ns, chiều rộng xung đầu vào tối thiểu 60 ns, hỗ trợ chuyển đổi tần số cao;

Các mô hình hai kênh có thể trực tiếp điều khiển các thiết bị điện phía trên và phía dưới của một nửa cầu, loại bỏ sự cần thiết của hai trình điều khiển đơn kênh cô lập;

Ứng dụng: Các biến tần chính ô tô, các biến tần lưu trữ năng lượng thương mại và công nghiệp quy mô lớn, các biến tần quang điện 1500V và các mô-đun điện 1200V SiC công nghiệp.

(2) BM6GD Series (Wide Bandgap GaN Dedicated Isolated Drivers)

Mô hình đại diện: BM6GD11BFJ-LB

2500Vrms cách ly chịu điện áp, được tối ưu hóa đặc biệt cho GaN HEMT điện áp cao;

Các chân sạc / xả cổng riêng biệt cho phép điều chỉnh độc lập độ dốc cạnh tăng và giảm để ngăn chặn chuông tần số cao trong GaN;

Hỗ trợ chuyển đổi tần số cực cao lên đến 2MHz, tận dụng lợi thế thu nhỏ tần số cao của các thiết bị GaN;

UVLO đầu vào / đầu ra kép với phản ứng xung hẹp, phù hợp với nguồn điện máy chủ mật độ cao, các mô-đun điện năng cao sạc nhanh và các đơn vị chuyển đổi điện áp cao cho robot hình người.

3Ưu điểm chính của các sản phẩm tách biệt

Đánh giá an toàn tối đa: cách ly cao 3750Vrms, phù hợp với tiêu chuẩn cách ly PV, lưu trữ năng lượng và điện áp cao của ô tô, giảm sự phức tạp của thiết kế an toàn;

Tích hợp hàng đầu: Các bộ biến đổi trên chip thay thế các bộ kết hợp quang bên ngoài và các nguồn điện cô lập, đơn giản hóa đáng kể bố trí PCB và giảm kích thước đơn vị tổng thể;

Được tối ưu hóa cho các thiết bị băng tần rộng: Phạm vi điện áp ổ đĩa bên thứ cấp bao gồm các yêu cầu ổ đĩa cho 18V SiC, 15V IGBT, 12V Si MOS và 6V10 GaN;

Khả năng miễn dịch mạnh đối với nhiễu: Việc cô lập biến áp loại bỏ các vấn đề của sự trôi dạt nhiệt độ và suy giảm do lão hóa liên quan đến các máy kết hợp quang,cung cấp độ ổn định vượt trội trong điều kiện hoạt động nhiệt độ cao và tần số cao so với các ổ dựa trên máy kết hợp quang;

Bảo vệ toàn diện trong tất cả các kịch bản: Cắm Miller tích hợp, phát hiện DESAT dưới điện áp, quá điện áp và mạch ngắn hai kênh và đầu ra tín hiệu lỗi.

III. Các chức năng cốt lõi chung (Tiêu chuẩn trên toàn bộ các trình điều khiển phía trên, phía dưới và cách ly)

1. Clamp Miller hoạt động (Clamp Miller hoạt động)

IGBTs và SiC MOSFETs tạo ra dòng Miller tại thời điểm tắt, có thể dễ dàng gây ra sự dẫn sai của thiết bị điện phía đối diện, dẫn đến mạch ngắn.ROHM toàn bộ dải trình điều khiển cổng kết hợp một chuyên dụng Miller kẹp chân; điều này buộc phải kéo tiềm năng cổng xuống thấp trong khi tắt, hoàn toàn loại bỏ kích hoạt sai do Miller gây ra,Tăng đáng kể độ tin cậy của cấu hình cầu nửa và cầu ba pha, và giảm nguy cơ bị hỏng thiết bị.

2. Bảo vệ khóa áp suất thấp UVLO kép

Dòng không bị cô lập: Khám phá điện áp thấp độc lập cho các nguồn cung cấp điện bên cao và bên thấp; đầu ra bị khóa khi điện áp không đủ,ngăn chặn các thiết bị điện quá nóng và cháy trong vùng tuyến tính;

Dòng cách ly: UVLO kép cho phía điều khiển (phía chính) và phía điện (phía thứ cấp); trình điều khiển được tắt ngay lập tức nếu điện áp ở cả hai bên trở nên bất thường,trong khi đồng thời phát ra một dấu hiệu lỗi cho MCU.

3. Khả năng tương thích cấp độ logic rộng

Tất cả các đầu vào trình điều khiển hỗ trợ logic MCU tiêu chuẩn 3.3V / 5V; một số mô hình điện áp thấp tương thích với các đầu vào cấp thấp 2V, cho phép giao diện trực tiếp với toàn bộ Renesas,Máy vi điều khiển STM và TI mà không cần thêm chip chuyển cấp.

4. Phạm vi nhiệt độ rộng cho các loại công nghiệp và ô tô

Thể loại công nghiệp: 40 °C đến 105 °C; Thể loại ô tô AEC-Q100 Thể loại 1: 40 °C đến 125 °C, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi hoạt động liên tục lâu dài như điện quang điện ngoài trời,Động cơ điện ô tô, các hệ thống servo công nghiệp và robot giống người.

5. Thời gian chết điều chỉnh và bảo vệ mạch ngắn

Các mô hình ba pha và hai kênh tích hợp các mạch thời gian chết tích hợp, với một số mô hình hỗ trợ tùy chỉnh thời gian chết thông qua các kháng cự bên ngoài;trình điều khiển cô lập phía cao kết hợp phát hiện mạch ngắn DESAT, cho phép tắt mềm trong các điều kiện IGBT quá mức để ngăn chặn các đợt điện áp cao và bảo vệ các thiết bị điện.

IV. Các kịch bản ứng dụng công nghiệp điển hình

Ứng dụng xe năng lượng mới

Bộ điều khiển hai kênh cô lập BM61S41RFV-C, kết hợp với bộ điều khiển phía trên và phía dưới BM60212 cấp ô tô, được sử dụng trong các biến tần động cơ chính của xe,Bộ sạc trên máy bay (OBC) và bộ chuyển đổi gia tăng DC-DC, đáp ứng các yêu cầu về an toàn chức năng ô tô và cách nhiệt điện áp cao.

Photovoltaics và Lưu trữ Năng lượng

Các bộ máy BM61S bị cô lập 3750Vrms điều khiển các biến tần dây 1500V và các bộ chuyển đổi PCS hai chiều cho các hệ thống lưu trữ năng lượng;Kiến trúc cô lập loại bỏ sự nhiễu gây ra bởi một nền chung giữa các mạch điện áp cao và thấp, tăng cường sự ổn định hoạt động lâu dài của các nhà máy điện.

Máy gia dụng và động cơ công nghiệp

Bộ điều khiển bên trên và bên dưới tích hợp ba pha BD67871, kết hợp với BS2114F, điều khiển động cơ BLDC công nghiệp 24V48V, động cơ servo và công cụ điện;Công nghệ TriC3 cân bằng hiệu quả cao với EMI thấp.

Các nguồn điện chuyển đổi mật độ cao

Bộ điều khiển cô lập BM6GD11 GaN được sử dụng trong các nguồn điện máy chủ tần số cao 2MHz và bộ sạc nhanh công nghiệp công suất cao, làm giảm kích thước các thành phần từ tính của hệ thống;Bộ điều khiển phía dưới BD2310 được sử dụng trong các mạch điều chỉnh đồng bộ.

Hệ thống năng lượng robot nhân tạo

Chuyển đổi xe buýt điện áp cao: Máy điều khiển cô lập BM61S điều khiển các thiết bị điện SiC để đạt được chuyển đổi DC-DC tăng/giảm điện áp cao từ pin;

Bộ điều khiển servo chung: Bộ điều khiển BD67871 ba pha bên trên và bên dưới điều khiển động cơ không chải trong các khớp;

Cung cấp điện áp cấp thấp phụ trợ: Máy điều khiển MOSFET BD2310 bên thấp điều khiển các thiết bị chuyển mạch phụ trợ, hợp lý hóa tổng thể BOM và giảm nhu cầu quản lý nhiệt.

UPS, máy hàn và máy biến đổi công nghiệp

Máy điều khiển phía cao và phía thấp 1200V BM60212, kết hợp với loạt BM61S cô lập, phù hợp với các cấu trúc biến tần IGBT công suất cao,với nhiều biện pháp bảo vệ đảm bảo hoạt động liên tục của thiết bị trong công việc nặng.