การออกแบบและการใช้งานของ IR2136 ไดรฟ์ 3 ขั้นตอน

^{ข่าววันที่ 20 สิงหาคม 2025 — ท่ามกลางฉากหลังของการเติบโตอย่างรวดเร็วของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและการประยุกต์ใช้พลังงานใหม่ ชิปไดรเวอร์บริดจ์แบบสามเฟส IR2136STRPBF กำลังก้าวขึ้นมาเป็นโซลูชันหลักในด้านการควบคุมมอเตอร์ ด้วยคุณสมบัติทางเทคนิคที่โดดเด่น ด้วยการใช้เทคโนโลยีวงจรรวมแรงดันไฟฟ้าสูงขั้นสูง ชิปนี้รองรับแรงดันไฟฟ้าได้ถึง 600V และช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตกว้าง 10-20V ซึ่งให้การสนับสนุนการขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับอินเวอร์เตอร์ รถยนต์ไฟฟ้า และอุปกรณ์อุตสาหกรรม}

สถาปัตยกรรมการขับเคลื่อนอัจฉริยะ
IR2136STRPBF ผสานรวมช่องสัญญาณไดรฟ์อิสระหกช่อง รวมถึงเอาต์พุตด้านสูงสามช่องและเอาต์พุตด้านต่ำสามช่อง พร้อมการหน่วงเวลาการแพร่กระจายที่ตรงกันซึ่งควบคุมภายใน 400 นาโนวินาที การออกแบบวงจรบูตสแตรปที่เป็นนวัตกรรมใหม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเพียงแหล่งเดียว และด้วยตัวเก็บประจุภายนอกเพียง 1μF ทำให้สามารถขับเคลื่อนด้านสูงได้ ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมของระบบได้อย่างมาก

กลไกการป้องกันหลายแบบ

การป้องกันกระแสเกินแบบเรียลไทม์: ตรวจจับสัญญาณกระแสผ่านพิน ITRIP โดยมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 10 ไมโครวินาที

การปรับตัวของแรงดันไฟฟ้า: ระบบล็อคแรงดันไฟฟ้าต่ำในตัว (UVLO) จะปิดเอาต์พุตโดยอัตโนมัติระหว่างความผิดปกติของพลังงาน

การทำงานที่อุณหภูมิกว้าง: ช่วงการทำงาน -40°C ถึง 150°C ตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก

การควบคุมอินเวอร์เตอร์อุตสาหกรรม

ในระบบเซอร์โวไดรฟ์ ชิปนี้สามารถควบคุมมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงผ่านการปรับ PWM ที่แม่นยำ เมื่อรวมกับเทคโนโลยีการสลับแบบอ่อน จะช่วยลดการสูญเสียจากการสลับได้มากกว่า 30% การออกแบบป้องกันการยิงทะลุช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในการทำงานอย่างมาก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น สายการผลิตอัตโนมัติ

ยานยนต์พลังงานใหม่

ในฐานะส่วนประกอบหลักของอินเวอร์เตอร์ไดรฟ์หลักในรถยนต์ไฟฟ้า ชิปนี้รองรับการสลับความถี่สูงได้ถึง 50kHz การออกแบบวงจรบูตสแตรปช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เสถียรในระหว่างความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ซึ่งให้เอาต์พุตพลังงานที่ต่อเนื่องและเชื่อถือได้สำหรับรถยนต์

โมดูลพลังงานอัจฉริยะ

โมดูลพลังงานที่รวมชิปนี้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์กำลังไฟสูงกว่า 1500W เมื่อเทียบกับโซลูชันแบบเดิม จะช่วยลดจำนวนส่วนประกอบต่อพ่วงลง 35% ซึ่งช่วยลดต้นทุนของระบบได้อย่างมาก

1. การเพิ่มประสิทธิภาพวงจรต่อพ่วงหลัก

การออกแบบวงจรบูตสแตรป:
ขอแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบ low-ESR (1μF/25V, ESR 50kHz) ควรเพิ่มค่าตัวเก็บประจุเป็น 2.2μF และควรวางตัวเก็บประจุเซรามิก 0.1μF ใกล้กับพิน VCC เพื่อระงับสัญญาณรบกวนความถี่สูง

การกำหนดค่า Gate Drive:​
ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานเกตมาตรฐาน 10Ω โดยค่าที่แน่นอนจะถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

โดยที่ V_drive = 15V และ V_{ge_th} คือแรงดันเกณฑ์ IGBT ขอแนะนำให้สงวนตำแหน่งตัวต้านทานที่ปรับได้ (ช่วง 5-20Ω) สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพในโลกแห่งความเป็นจริงระหว่างการทดสอบ

2. ข้อมูลจำเพาะของเลย์เอาต์ PCB

การออกแบบ Power Loop:

พื้นที่วงจรไดรฟ์ด้านสูงต้องจำกัดไว้ภายใน 2 cm² โดยใช้การกำหนดค่าการลงกราวด์แบบ "ดาว" คำแนะนำ:

    1. ใช้แผ่นทองแดงหนา 2oz เพื่อลดอิมพีแดนซ์

     2. ร่องรอยหลัก (HO → IGBT → VS) ควรมีความกว้าง ≥ 1 มม.

     3. ระยะห่างขั้นต่ำระหว่างเฟสที่อยู่ติดกัน ≥ 3 มม. (สำหรับระบบ 600V)

มาตรการแยกสัญญาณ:

      ควรเดินสัญญาณลอจิกและร่องรอยพลังงานบนเลเยอร์แยกกัน โดยมีเลเยอร์แยกกราวด์อยู่ระหว่างนั้น

      สายสัญญาณ FAULT ต้องใช้สายคู่บิดเกลียวหรือสายป้องกัน

      เพิ่มไดโอด TVS (เช่น SMAJ5.0A) ที่อินเทอร์เฟซ MCU

3. โซลูชันการจัดการความร้อน

การคำนวณการใช้พลังงานของชิป:

ภายใต้สภาวะการทำงานทั่วไป (Qg=100nC, fsw=20kHz) การกระจายพลังงานอยู่ที่ประมาณ 1.2W ซึ่งต้องใช้:

       พื้นที่ทองแดงระบายความร้อน PCB ≥ 4cm²

       การเพิ่ม vias ความร้อน (เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม., ระยะพิทช์ 1.5 มม.)

       แนะนำให้ติดตั้งฮีทซิงค์เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเกิน 85°C

4. กระบวนการตรวจสอบระดับระบบ

การทดสอบแบบ Double-Pulse:
ข้อกำหนดการตรวจสอบออสซิลโลสโคป:

      ระยะเวลา Miller plateau (ควรเป็น <500ns)

      แรงดันไฟฟ้า spike ปิด (ต้องเป็น <80% ของ IGBT rated Vce)

      แอมพลิจูดการสั่นของรูปคลื่นไดรฟ์เกต (ต้องเป็น <2V)

การเพิ่มประสิทธิภาพ EMC:

      ตัวเก็บประจุความปลอดภัย X2 แบบขนาน (100nF/630V) ข้ามขั้ว DCBUS

      วงจร RC snubber ต่อเอาต์พุตเฟส (ค่าทั่วไป: 100Ω+100pF)

      ลูกปัดเฟอร์ไรต์สำหรับการกรองสัญญาณรบกวนความถี่สูง (เช่น ซีรีส์ Murata BLM18)

5. การวินิจฉัยและแก้ไขข้อบกพร่อง

โซลูชันปัญหาทั่วไป:

ด้วยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของ Industry 4.0 การรวมตัวในระดับสูงและความทนทานต่อสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่งของ IR2136STRPBF กำลังขับเคลื่อนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไปสู่การพัฒนาที่กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ชิปนี้ได้รับการรับรองความน่าเชื่อถือระดับยานยนต์และแสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์และระบบจัดเก็บพลังงาน

ติดต่อผู้เชี่ยวชาญด้านการค้าของเรา:

-------

• อีเมล: xcdzic@163.com
•  WhatsApp: +86-134-3443-7778]
• เยี่ยมชมหน้าผลิตภัณฑ์ ECER สำหรับรายละเอียด: [链接]

หมายเหตุ: การวิเคราะห์นี้อิงตามเอกสารทางเทคนิคที่เปิดเผยต่อสาธารณชน สำหรับการออกแบบเฉพาะ โปรดดูที่หมายเหตุการใช้งานอย่างเป็นทางการ AN-978