ผู้ออกแบบสินค้าต้องสามารถปรับสัดส่วนความจํากัดหลายอย่าง ขนาดของแพคเกจ ค่าใช้จ่าย ความน่าเชื่อถือ และเวลาในการตลาดความท้าทายสําคัญคือการเลือกเครื่องพลังงานที่เหมาะสมกับพื้นที่เล็กที่จําเป็นสําหรับการใช้งานที่ทันสมัย.
ระดับพลังงานที่คอมแพ็คและมีประสิทธิภาพสูง ขึ้นอยู่กับการแก้ไขการขับเคลื่อนประตูที่รวดเร็วและน่าเชื่อถือได้โปรแกรมนี้จะเริ่มจากการขับเคลื่อนด้านต่ําแรงดันง่าย ๆ ไปจนถึงรุ่นแยกกันอย่างสมบูรณ์แบบสําหรับสภาพแวดล้อมแรงดันสูงสําหรับการออกแบบหลายอย่าง หมุนประตูลอยที่ไม่แยกกัน ให้ช่องทางที่มีประสิทธิภาพสู่ความสําเร็จ
เครื่องขับประตูทําหน้าที่เป็นอุปกรณ์กลางในการถ่ายทอดสัญญาณควบคุมพลังงานต่ํา โดยทั่วไปจากไมโครคอนโทรลเลอร์หรือเครื่องควบคุมปรับความกว้างของกระแทก (PWM)ไปยังสวิตช์พลังงานสูงที่ควบคุมการไหลของพลังงานอุปกรณ์เหล่านี้ให้ความสะอาด รวดเร็ว และแม่นยําในการสลับ เพื่อให้ผลิตพลังงานดีที่สุด
เพื่อเลือกตัวขับประตูที่เหมาะสม ความต้องการความแรงกดและกระแสไฟฟ้า ทอปโลจีและความถี่การสลับต้องถูกประเมินความแม่นยําของเวลาและความมั่นคงทางความร้อนซึ่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับระบบที่มีความสามารถสูงและคอมพักทัด
ข้อดีของทอปโลยีครึ่งสะพาน
โตปอลิเจียครึ่งสะพาน (half-bridge topology) เป็นวิธีการที่ใช้อย่างแพร่หลายในการแปลงพลังงานที่ทันสมัย ทําให้สามารถทําให้ความตึงเครียดมั่นคงได้อย่างมีประสิทธิภาพในการออกแบบที่คอมแพคต์โดยทั่วไป MOSFETs หรือ Isolated Gate Bipolar Transistors (IGBTs), การสลับความแรงกดไฟเข้า การให้อุปกรณ์แปลงในแบบจํากัด หรือการให้อุปกรณ์หนักโดยตรงในระบบที่ไม่จํากัดโทโปโลยีนี้มีค่าสําหรับประสิทธิภาพและศักยภาพการปรับปรุงความร้อน.
IC ไดรเวอร์เกตเป็นส่วนประกอบในการควบคุมสวิตช์เหล่านี้ และเป็นอินเตอร์เฟซระหว่างตัวควบคุมและระดับพลังงานIC นี้แปลงสัญญาณ PWM เป็นสัญญาณการขับเคลื่อนปัจจุบันสูงการทํางานที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพนี้ทําให้การสูญเสียพลังงานน้อยลงและปรับปรุงผลการทํางานของระบบโดยรวม
ในวงจรครึ่งสะพาน, แหล่งของ MOSFET ทิศความแรงดันสูงถูกเชื่อมต่อกับโน้ตสวิทช์, ซึ่งเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วระหว่างพื้น (0 V) และความดันการเข้า (เช่น 12 V, 48 V, เป็นต้น)) ตามระยะการเปลี่ยน. เมื่อใช้ไดรเวอร์ประตูลอยที่ไม่แยกกัน ไดรเวอร์ด้านความดันสูงจะ "ลอย" กับความดันของสวิตช์โน้ด เพื่อบรรลุการแปลงที่สะอาดและมีประสิทธิภาพ
เมื่อการแยกตัวไม่จําเป็น แต่มีโครงสร้างที่คอมแพคต์ ความเร็วและประสิทธิภาพเป็นอันดับแรก เครื่องขับประตูครึ่งสะพานที่ไม่แยกตัวบนพื้นดินเป็นทางออกที่เหมาะสมคนขับเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมสวิตช์ MOSFET ทิศแรงดันสูงและต่ํา, หลีกเลี่ยงความซับซ้อนของการแยกและการรับประกันผลการสลับที่แม่นยํา เนื่องจากประเภทของการขับเคลื่อนนี้ไม่ให้การแยกพลังงานระหว่างโลจิกควบคุมและระดับพลังงานมันทํางานได้ดีที่สุดในระบบที่ส่วนประกอบทั้งหมดมีพื้นที่ร่วมกัน.
คอนเดเซนเตอร์บูทสเต็ปมักต้องใช้ในการผลิตความแรงดันการขับขี่ประตูที่ต้องการสําหรับ MOSFET ฝั่งความดันสูง คอนเดนเซเตอร์จะชาร์จเมื่อสวิทช์ด้าน LV เปิดเมื่อสวิทช์ด้านความดันสูงเปิด, เครื่องประกอบไฟฟ้าให้พลังงาน
เมื่อ MOSFET ทิศความดันต่ําถูกเปิด ปมการสลับถูกดึงไปสู่พื้นดิน ทําให้วงจรตัวประกอบดีโอเดสขนาดเล็กสามารถชาร์จตัวประกอบบูทสเต็ปจากสายไฟฟ้าเมื่อ MOSFET ทิศแรงดันสูงต้องการที่จะเปิด, คนขับขับประตูไปยังความดันที่สูงกว่าสวิตช์โน๊ด, โดยทั่วไป 10 V ถึง 15 V, โดยใช้การชาร์จที่เก็บไว้
ผู้ออกแบบต้องแน่ใจว่าความถี่การเปิดของสวิตช์ในด้านความดันต่ําเพียงพอที่จะชาร์จตัวประกอบบูทสเต็ปอาจต้องใช้มาตรการป้องกันเพิ่มเติม, เช่นการเลือกค่าความจุที่เหมาะสมและลดความตึงต่ําต่ําสุดผ่านไดโอเดสบูทสเต็ป
โดยใช้สถาปัตยกรรมบูทสเต็ป และติดตามความแรงกดของสวิทช์โน๊ดแต่ยังให้ความมั่นคงการควบคุมด้านสูงของความดันมันง่ายและมีประสิทธิภาพและเป็นที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานสลับความถี่สูง เช่น step-down และ step-up converter,เครื่องขับรถและเครื่องเสริมเสียงประเภท D.
เลือก IC ไดรเวอร์เกตที่เหมาะสม
การเลือกตัวขับประตูที่เหมาะสมเป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันการทํางานที่มีประสิทธิภาพ, น่าเชื่อถือและปลอดภัยของระดับพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานการสลับความเร็วสูง เช่น เครื่องแปลง step-down,ขณะที่หลักการพื้นฐานของการขับเคลื่อนประตูถูกใช้อย่างแพร่หลายหลักเกณฑ์การคัดเลือกบางประการมีความสําคัญมากขึ้นขึ้นขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ.
ตัวอย่างเช่น ในระบบแปลงพลังแสงอาทิตย์และระบบที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ คนขับประตูต้องปรับตัวให้กับความแตกต่างของความแรงกดไฟเข้าที่ใหญ่และสภาพการแบ่งปันของภาระความตึงเครียดสูง ความตึงเครียดเฉพาะทางด้านข้างที่มีขอบเขตเพียงพอที่จําเป็นต้องทนต่อการเปลี่ยนแปลงของรถไฟฟ้าแรงเต็มที่และรับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว.
ความคุ้มกันแบบสามัญ (CMTI) เป็นข้อพิจารณาสําคัญอีกอย่าง เหตุการณ์การสลับที่รวดเร็วสร้างความแตกต่างความแรงดันที่คึกคักระหว่าง MOSFET ท่าความดันสูงและ ท่าความดันต่ําสร้างเสียงดังและเสียงดังผู้ขับประตูที่มี CMTI สูงทํางานได้อย่างมั่นคงในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงเสียงไฟฟ้า
กระแสการขับเคลื่อนสูงสุดก็มีความสําคัญเช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานพลังงานสูงคนขับต้องให้ปัจจุบันเพียงพอที่จะชาร์จ MOSFET ประตูอย่างรวดเร็วและเอาชนะ capacitance ปรสิตเพื่อลดการสูญเสียการสลับและปรับปรุงผลงานทางความร้อน.
ในที่สุด การควบคุมเวลาตายมีบทบาทสําคัญในทอปโลยีครึ่งสะพาน หากไม่มีการช้าระยะสั้นระหว่างการปิดสวิทช์หนึ่งและการเปิดสวิทช์อื่น เกิดการล้มเหลวMOSFETs สองตัวเปิดพร้อมกัน. ไดรเวอร์ประตูหลายตัวมีการตั้งค่าเวลาตายที่สร้างขึ้นหรือปรับได้ เพื่อป้องกันปัญหานี้และให้การทํางานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพภายใต้สภาพภาระที่แตกต่างกัน
LTC706x ซีรี่ย์ของ ADI
ความสะดวกในการใช้งานและความสามารถในการสลับความเร็วสูงของไดรฟ์ลอย, ไม่แยกครึ่งสะพานเป็นทางออกที่ดีที่สุดสําหรับการออกแบบหลาย.(ADI) ให้บริการหลากหลายลักษณะความดันสูงที่ออกแบบสําหรับการใช้งานที่ต้องการ.
LTC706x Floating Ground Non-Isolated Half Bridge Gate Driver (รูป 1) ของ ADI ให้บริการเป็นทางออกที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการของการแปลงพลังงานความแรงสูงความเร็วสูงแพ็คเกจที่คอมแพคต์ สามารถควบคุมเวลาได้อย่างเข้มงวด, การป้องกันความล้มเหลวและแรงขับเคลื่อนที่แข็งแกร่งเพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานที่หลากหลายจากรถยนต์สู่การควบคุมอุตสาหกรรม