Блог компании Перерабатывайте драйверы Rohm Gate:изолированные/IGBT/MOSFET/высокие/низкие драйверы

Утилизация драйверов затвора Rohm: изолированные/IGBT/MOSFET/драйверы затворов высокой/низкой стороны

Шэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.специализируется на переработке электронных компонентов уже почти 30 лет. Как всемирно известный склад и переработчик электронных компонентов, мы уже давно занимаемся переработкой различных электронных микросхем, предлагая дорогостоящие покупки за наличные, оценку на месте и услуги по немедленным расчетам, чтобы помочь предприятиям быстро расчистить запасы, восстановить капитал и сократить складские расходы.

[Преимущества переработки]

Крупные закупки, прозрачное ценообразование: мы основываем наши котировки на рыночных условиях и предлагаем цены на 5–15 % выше, чем в среднем по отрасли. Бесплатная оценка без скрытых комиссий; весь процесс открыт и прозрачен.

Комплексное покрытие, беспороговая утилизация: мы принимаем совершенно новые, в оригинальной упаковке, устаревшие, снятые с производства и демонтированные компоненты. Ограничений по количеству, размеру партии или типу упаковки нет.

Профессиональная команда, эффективное обслуживание: Имея более чем 17-летний опыт работы в отрасли, мы предлагаем проверку на месте, мгновенный расчет и своевременную оплату. Мы поддерживаем глобальный обратный выкуп, оптимизируя этот процесс.

Лицензированная работа, безопасность и соответствие требованиям: мы имеем официальную лицензию на переработку, строго соблюдаем экологические стандарты и относимся к инвентарной информации как к конфиденциальной, чтобы исключить риск утечки данных и защитить ваши коммерческие интересы.

I. Обзор продукта

Используя технологию высоковольтных интегральных схем SOI компании ROHM и технологию изоляции встроенных микротрансформаторов, мы создали комплексную линейку продуктов, охватывающую неизолированные верхние и нижние стороны, а также изолированные одно- и двухканальные изолированные драйверы затворов, полностью совместимые с силовыми устройствами, такими как кремниевые МОП-транзисторы, IGBT, SiC MOSFET третьего поколения и GaN HEMT. Эти продукты охватывают широкий спектр применений преобразования энергии высокого и низкого напряжения, включая промышленное преобразование частоты, накопление фотоэлектрической энергии, автомобильные электроприводные системы, источники питания серверов, системы ИБП и преобразования энергии для роботов-гуманоидов.

Линейки продуктов делятся на две основные группы в зависимости от архитектуры:

Неизолированные драйверы затворов верхнего и нижнего плеча (серии BM60/BS/BD HVIC): архитектура Bootstrap с плавающей землей, выдерживаемое напряжение высокого напряжения с плавающей землей 600–1200 В, предназначено для полумостовых и трехфазных мостовых конфигураций, обеспечивает низкую стоимость и высокую степень интеграции;

Изолированные драйверы затворов (изолированная серия BM61/BM6GD): имеют электрическую изоляцию на основе встроенного трансформатора и выдерживают изоляционное напряжение 2500 В (среднеквадратичное значение) или 3 750 В (среднеквадратичное значение); полное разделение высоковольтных и низковольтных цепей; подходит для стандартов безопасности высокого напряжения, автомобильной функциональной безопасности и мощных приводов IGBT/SiC;

Обе категории продуктов поддерживают независимое управление верхним и нижним плечами с возможностью использования одноканальных, двухканальных и трехфазных интегрированных решений. Они включают в себя множество функций защиты, включая UVLO (блокировку пониженного напряжения), активное ограничение Миллера, защиту от перенапряжения и обнаружение короткого замыкания, при этом балансируя эффективность переключения, подавление электромагнитных помех и долгосрочную эксплуатационную надежность.

II. Анализ базовой технической архитектуры и классификации

(1) Неизолированные драйверы затворов верхней/низкой стороны (серия HVIC Bootstrap, для управления IGBT/MOSFET)

1. Основной принцип работы

Используя проверенный процесс SOI (кремний на изоляторе) компании ROHM, канал верхнего плеча снабжается плавающим источником питания через бутстреп-диод и бутстреп-конденсатор, что устраняет необходимость в изолированном источнике питания; Встроенная схема сдвига уровня высокого напряжения обеспечивает передачу логических сигналов 3,3 В/5 В со стороны управления на сторону высокого напряжения 1200 В. Один чип одновременно выдает управляющие сигналы как верхнего, так и нижнего плеча, поддерживая полумостовую, полномостовую и трехфазную инверторную топологию, а также напрямую управляя N-канальными МОП-транзисторами и силовыми устройствами IGBT.

2. Репрезентативные модели и ключевые параметры

BM60212FV-C (двухканальный драйвер верхнего и нижнего плеча автомобильного класса на 1200 В)

Выдерживаемое напряжение «плавающего заземления»: 1200 В; Автомобильная сертификация AEC-Q100 класса 1; поддерживает анализ функциональной безопасности;

Диапазон напряжения питания: 10–24 В; встроенная активная защита Миллера и защита от пониженного напряжения UVLO;

Типичная задержка нарастания/спада: 55 нс; совместим с логическими входами MCU 3,3 В/5 В;

Область применения: бортовые зарядные устройства (OBC), встроенные инверторы и промышленные полумостовые схемы IGBT на 1200 В.

BS2114F (универсальный драйвер верхнего и нижнего плеча, 600 В)

Выдерживаемое напряжение «плавающего заземления»: 625 В; выходной ток привода: ±500 мА;

Встроенное фиксированное время простоя 160 нс, источник питания UVLO, компактный корпус SOP8;

Применение: бытовые инверторы, небольшие фотоэлектрические микроинверторы, преобразователи постоянного тока в постоянный ток для хранения энергии 48 В.

BD2310G (Одноканальный драйвер нижнего плеча)

Чистая архитектура нижнего плеча, ток стока/истока 4 А, сверхкомпактный корпус SSOP5;

Логический вход 2,0–5,5 В, VCC 4,5–18 В, быстродействующее переключение 15 нс;

Подходит для: низковольтного синхронного выпрямления, вспомогательных переключателей MOSFET/IGBT низкого напряжения и драйверов вспомогательных переключателей питания для роботов-гуманоидов.

BD67871MWV-Z (интегрированный трехфазный драйвер верхнего и нижнего плеча, драйвер активного затвора TriC3™)

Встроенные три полумостовые схемы (6 драйверов верхнего и нижнего плеча), широкий диапазон напряжения 4,5–60 В;

Эксклюзивная система динамического регулирования тока затвора TriC3™ от ROHM, одновременно снижающая потери на переключение и уровень электромагнитных помех;

Встроенная комплексная защита, включая простое время, перегрузку по току, пониженное напряжение и тепловое отключение;

Подходит для: промышленных двигателей BLDC, электроинструментов и сервоприводов суставов гуманоидных роботов.

3. Преимущества продукта

Высоковольтная изоляция посредством процесса SOI; внутренняя изоляция чипа устраняет необходимость во внешних оптронах или изолирующих трансформаторах, что снижает стоимость спецификации;

Однокристальная интеграция двойных каналов верхнего и нижнего плеча упрощает полумостовую периферийную схему и снижает паразитную индуктивность при разводке печатных плат;

Активное ограничение Миллера подавляет ошибочную проводимость тока Миллера во время выключения IGBT/MOSFET, предотвращая прямую проводимость между верхним и нижним ключами и последующий отказ устройства;

Доступны как в автомобильном, так и в промышленном исполнении, с широким диапазоном рабочих температур от –40°C до 125°C, подходят для сложных условий эксплуатации.

(II) Изолированный драйвер затвора (встроенный трансформатор, совместимый с IGBT/MOSFET/SiC/GaN)

1. Основной принцип работы

Благодаря запатентованному ROHM процессу интеграции микротрансформатора на кристалле изолирующий трансформатор, схемы модуляции и демодуляции сигнала, а также схемы управления высоким/низким напряжением интегрированы в один кристалл, обеспечивая полную электрическую изоляцию между стороной управления (низковольтный MCU) и стороной питания (высоковольтный IGBT/SiC). Выдерживаемое напряжение изоляции составляет до 3750 В (среднеквадратичное значение), что соответствует стандарту изоляции UL1577; Двойная независимая защита UVLO как на входе, так и на выходе гарантирует отсутствие помех между общей землей между цепями высокого и низкого напряжения, тем самым предотвращая повреждение основного контроллера перекрестными помехами высокого напряжения, что делает его пригодным для мощного оборудования с высоким уровнем безопасности.

2. Распределение основных продуктовых линеек

(1) Серия BM61S (универсальные изолированные драйверы для SiC/IGBT, автомобильный класс 3750 В (среднеквадратичное значение)

Типичные модели: BM61S40RFV-C (одноканальный), BM61S41RFV-C (двухканальный, верхняя сторона и нижняя сторона)

Выдерживаемое напряжение изоляции 3750 В (среднеквадратичное значение); AEC-Q100 Автомобильный класс 1; поддерживает функциональную безопасность;

Выходной ток привода ±4А; напряжение питания вторичной стороны 16–24 В; идеально соответствует напряжению возбуждения SiC MOSFET третьего поколения 18 В;

Встроенное активное ограничение Миллера, двухканальный вход/выход UVLO и защита от перенапряжения (OVP);

Максимальная задержка распространения ввода-вывода 65 нс, минимальная длительность входного импульса 60 нс, поддержка высокочастотного переключения;

Двухканальные модели могут напрямую управлять силовыми устройствами верхнего и нижнего плеча полумоста, устраняя необходимость в двух одноканальных изолированных драйверах;

Область применения: главные автомобильные инверторы, крупномасштабные коммерческие и промышленные преобразователи для хранения энергии, фотоэлектрические инверторы на 1500 В и промышленные силовые модули SiC на 1200 В.

(2) Серия BM6GD (выделенные изолированные драйверы на основе GaN с широкой запрещенной зоной)

Представительская модель: BM6GD11BFJ-LB.

Выдерживаемое напряжение изоляции 2500 В (среднеквадратичное значение), оптимизированное специально для высоковольтных GaN HEMT;

Отдельные контакты заряда/разряда затвора позволяют независимо регулировать наклон нарастающего и спадающего фронта для подавления высокочастотного звона в GaN;

Поддерживает сверхвысокочастотное переключение до 2 МГц, используя преимущества высокочастотной миниатюризации устройств GaN;

Двойной вход/выход UVLO с узкой импульсной характеристикой, подходит для серверных источников питания высокой плотности, мощных модулей быстрой зарядки и блоков преобразования энергии высокого напряжения для роботов-гуманоидов.

3. Основные преимущества изолированных продуктов

Максимальный рейтинг безопасности: высокая изоляция 3750 В (среднеквадратичное значение), соответствует стандартам фотоэлектрической энергии, накопления энергии и автомобильной высоковольтной изоляции, что снижает сложность проектирования безопасности;

Передовая интеграция: встроенные трансформаторы заменяют внешние оптопары и изолированные источники питания, что значительно упрощает компоновку печатной платы и уменьшает общий размер устройства;

Оптимизирован для устройств с широкой запрещенной зоной: диапазоны напряжения вторичной стороны удовлетворяют требованиям привода для 18 В SiC, 15 В IGBT, 12 В Si MOS и 6–10 В GaN;

Высокая устойчивость к помехам: изоляция трансформатора устраняет проблемы температурного дрейфа и затухания, вызванного старением, связанные с оптопарами, обеспечивая превосходную стабильность в условиях высоких температур и высоких частот по сравнению с приводами на основе оптопар;

Комплексная защита во всех сценариях: встроенное ограничение Миллера, двухканальное обнаружение пониженного напряжения, повышенного напряжения и короткого замыкания DESAT, а также вывод сигнала неисправности.

III. Общие основные функции (стандартные для всего диапазона верхних, нижних и изолированных драйверов)

1. Активный зажим Миллера (Active Miller Clamp)

IGBT и SiC MOSFET генерируют токи Миллера в момент выключения, что может легко вызвать ошибочную проводимость силового устройства противоположной стороны, что приведет к сквозному короткому замыканию. Вся линейка драйверов ворот ROHM включает в себя специальный зажим Miller; это принудительно снижает потенциал затвора до низкого уровня во время выключения, полностью исключая ложное срабатывание, вызванное Миллером, значительно повышая надежность полумостовых и трехфазных мостовых конфигураций и снижая риск отказа устройства.

2. Двойная защита от пониженного напряжения UVLO.

Неизолированная серия: независимое обнаружение пониженного напряжения для источников питания привода верхнего и нижнего плеча; выход блокируется при недостаточном напряжении, предотвращая перегрев и перегорание силовых устройств в линейной области;

Изолированная серия: Dual UVLO для стороны управления (первичная сторона) и стороны питания (вторичная сторона); Драйвер немедленно отключается, если напряжение на любой стороне становится ненормальным, одновременно выдавая флаг неисправности в MCU.

3. Широкая совместимость на логическом уровне.

Все входы драйвера поддерживают стандартную логику микроконтроллера 3,3 В/5 В; некоторые низковольтные модели совместимы с низкоуровневыми входами 2 В, что обеспечивает прямое взаимодействие со всем спектром микроконтроллеров Renesas, STM и TI без необходимости использования дополнительных микросхем смещения уровня.

4. Широкий температурный диапазон для промышленных и автомобильных марок.

Промышленный класс: от –40°C до 105°C; Автомобильный класс AEC-Q100, класс 1: от –40°C до 125°C, подходит для применений, требующих длительной непрерывной работы, таких как наружные фотоэлектрические системы, автомобильные электроприводы, промышленные сервосистемы и роботы-гуманоиды.

5. Регулируемое время простоя и защита от короткого замыкания.

Трехфазные и двухканальные модели имеют встроенные схемы времени простоя, при этом некоторые модели поддерживают настройку времени простоя с помощью внешних резисторов; Драйверы с изоляцией верхнего плеча оснащены функцией обнаружения короткого замыкания DESAT, обеспечивающей плавное отключение в условиях перегрузки по току IGBT для подавления скачков напряжения и защиты силовых устройств.

IV. Типичные сценарии отраслевого применения

Применение транспортных средств на новой энергии

Изолированный двухканальный драйвер BM61S41RFV-C в сочетании с драйверами верхнего и нижнего плеча автомобильного класса BM60212 используется в инверторах главного привода транспортных средств, бортовых зарядных устройствах (OBC) и повышающих преобразователях постоянного тока, отвечающих требованиям автомобильной функциональной безопасности и изоляции высокого напряжения.

Фотовольтаика и хранение энергии

Изолированная серия BM61S с напряжением 3750 В (среднеквадратичное значение) управляет цепными инверторами 1500 В и двунаправленными преобразователями PCS для систем хранения энергии; изолированная архитектура устраняет помехи, вызванные общим заземлением между цепями высокого и низкого напряжения, повышая долгосрочную стабильность работы электростанций.

Промышленные сервоприводы и моторные приводы

Трехфазный интегрированный драйвер верхнего и нижнего плеча BD67871 в сочетании с BS2114F управляет промышленными двигателями BLDC напряжением 24–48 В, серводвигателями и электроинструментами; Технология TriC3 сочетает высокую эффективность с низким уровнем электромагнитных помех.

Импульсные источники питания высокой плотности

Изолированный GaN-драйвер BM6GD11 используется в высокочастотных серверных источниках питания 2 МГц и мощных промышленных устройствах быстрой зарядки, что позволяет уменьшить размер магнитных компонентов системы; Драйвер нижнего плеча BD2310 используется в схемах синхронного выпрямления.

Энергетические системы гуманоидных роботов

Преобразование высоковольтной шины: изолированный драйвер BM61S управляет силовыми устройствами SiC для обеспечения повышающего/понижающего преобразования постоянного тока в постоянный ток от аккумулятора;

Сервоприводы суставов: трехфазный драйвер верхней и нижней стороны BD67871 управляет бесщеточными двигателями в суставах;

Вспомогательный низковольтный источник питания. Драйвер MOSFET нижнего плеча BD2310 управляет вспомогательными коммутационными устройствами, оптимизируя общую спецификацию и снижая требования к терморегулированию.

ИБП, сварочные аппараты и промышленные инверторы

Драйвер верхнего и нижнего плеча BM60212 на 1200 В в сочетании с изолированной серией BM61S подходит для мощных инверторных топологий IGBT с множеством защитных мер, обеспечивающих непрерывную работу оборудования в тяжелых условиях.