概述:
IR2130是MOS、IGBT功率器件專用柵極驅動芯片,通過自舉電路工作原理,使其既能驅動橋式電路中低壓側的功率器件,又能驅動高壓側的功率元件,因而在電機控制、伺服驅動、UPS電源等方面得到廣泛應用。這些器件集成了特有的負電壓免疫電路,提高了系統耐用性和可靠性,有些器件不僅有過流、過溫檢測輸入等功能,還具有欠壓鎖定保護、集成死區時間保護、擊穿保護、關斷輸入、錯誤診斷輸出等功能。
主要特點:
可直接驅動高達600V電壓的高壓系統,輸出端具有dV/dt抑制功能;
最大正向峰值驅動電流為200mA,反向峰值驅動電流為420mA;
具有電流放大和過電流保護功能,同時關斷六路輸出;
自動產生成上、下側驅動所必需的死區時間(2.5μs);
具有欠壓鎖定功能并能及時關斷六路輸出;
2.5V邏輯信號輸入兼容。
內部結構:
它的內部集成有1個電流比較器CURRENT COMPARATOR,1個電流放大器CURRENT AMP,1個自身工作電源欠壓檢測器UNDERVOLTAGE DETECTOR,1個故障處理單元FAULT LOGIC及1個清除封鎖邏輯單元CLEAR LOGIC。除上述外,它內部還集成有3個輸入信號處理器INPUT SIGNAL GEN-ERATOR兩個脈沖處理和電平移位器PULSE GENERATOR LEVEL SHIFTER,3個上橋臂側功率管驅動信號鎖存器LATCH,3個上橋臂側功率管驅動信號與欠壓檢測器,U. V DETECTOR及6個低輸出阻抗MOS功率管驅動器DRIVER和1個或門電路。正常工作時,輸入的6路驅動信號經輸入信號處理器處理后變為6路輸出脈沖,驅動下橋臂功率管的信號L1~L3經輸出驅動器功放后,直接送往被驅動功率器件。而驅動上橋臂功率管的信號H1~H3 先經集成于IR2130內部的3個脈沖處理器和電平移位器中的自舉電路進行電位變換, 變為3路電位懸浮的驅動脈沖,再經對應的3路輸出鎖存器鎖存并經嚴格的驅動脈沖與否檢驗之后,送到輸出驅動器進行功放后才加到被驅動的功率管。一旦外電流發生過流或直通,即電流檢測單元送來的信號高于0.5V時,則IR2130內部的電流比較器迅速翻轉,促使故障邏輯處理單元輸出低電平,一則封鎖3路輸入脈沖信號處理器的輸出,使IR2130的輸出全為低電平,保護功率管;另一方面,同時IR2130的FAULT腳給出故障指示。同樣若發生IR2130的工作電源欠壓,則欠壓檢測器迅速翻轉,也會進行類似動作。發生故障后,IR2130內的故障邏輯處理單元的輸出將保持故障閉鎖狀態。直到故障清除后,在信號輸入端LIN1~LIN3同時被輸入高電平,才可以解除故障閉鎖狀態。
工作原理:
當IR2130驅動上橋臂功率管的自舉電源工作電壓不足時,則該路的驅動信號檢測器迅速動作,封鎖該路的輸出,避免功率器件因驅動信號不足而損壞。當逆變器同一橋臂上2個功率器件的輸入信號同時為高電平,則IR2130輸出的2路門極驅動信號全為低電平,從而可靠地避免橋臂直通現象發生。
應用電路:
IR2130 高壓集成驅動器, 可作為交直流調速、UPS 電源、電子鎮流器以及永磁無刷電機調速電路中主功率元件的驅動電路。可直接 驅動中小容量的功率場效應管(MOSFET )、 絕緣柵晶體管(IGBT )和場效應控制晶閘管 (MCT) 等。具有六路輸入信號和六路輸出信號, 其中六路輸出信號中的三路具 有電平轉換功能, 因而它既能驅動橋式電路中低壓側的功率器件, 又能驅動高壓側的功率元件。也就是說,該驅動器可共地運行,且 只需一路控制電源, 而常規的驅動系統通常 包括光電隔離器件或者脈沖變壓器, 同時還必須向驅動電路提供相應的隔離電源。
IR2130典型應用電路
IHS Technology指出,傳感器融合ECU市場預計將在2015到2025年間以20%的CAGR成長,成為汽車產業中成長率最高的應用領域……
傳感器融合(sensor fusion)可望成為掌握自動駕駛挑戰時不可或缺的技術,它需要處理實時傳感器數據的能力。根據市調公司IHS Technology指出,汽車產業至今尚未具備這樣的條件,從而為這一領域的新創公司以及著眼于收購這些新創公司的老字號企業帶來了機會。
很快地,汽車生態系統將受惠于高性能自動駕駛解決方案的驅動力。IHS資深分析師Akilesh Kona解釋,其原因就在于為了實現車輛的自動駕駛功能,它需要與環境有關的可靠信息。然而,需要可靠的信息意味著需要不同且大量的傳感器類型。
一般來說,先進駕駛輔助系統(ADAS)利用周圍環境的360度現場影像。這些影像來自相機、雷達以及一部份的超音波等各種不同的傳感器,并進行運算。之以必須使用這么多不同傳感器的原因就在于每一種傳感器類型都存在某種限制。
例如,相機在低光或天氣情況不佳時的影像質量較差。雷達傳感器則較少受到天氣情況影響;不過,其影像質量也因為分辨率低而表現較差。光達(Lidar)傳感器提供較佳定義的影像,但在邁到下雨、雪或冰雹時也影響其表現。然而,融合所有這些傳感器訊號,則可實現可靠、高解析影像,以及足夠冗余用于自動駕駛等安全至關重要的應用。
這種情況有利于新創公司貢獻其專門知識。而且,IHS指出,由于老牌廠商希望保持競爭力,開始透過收購取得所需的專業知識。例如,通用汽車(General Motors;GM)收購了自動駕駛技術公司Cruise Automation、Delphi收購卡內基梅隆大學成立的Ottomatika,以及Dura Automotive Systems與Green Hills Software合作,共同開發自動駕駛車用的傳感器中樞模塊。
此外,半導體業界也正致力于提供高性能運算解決方案,以滿足傳感器中樞所需的艱巨任務。例如,恩智浦半導體(NXP)開發出BlueBox、 Mobileye推出EyeQx以及最新一代的EyeQ5平臺。在某種程度上,芯片廠商還可以借用消費市場類似設計所產生的專業技術。
深學習技術和機器視覺,被視為是解決自動駕駛決策問題的好辦法。然而,這些技術對于汽車產業仍是新領域。這些領域的專業知識可在催生新創公司與拆分公司的研究機構與大學中找到。正如IHS分析師Akilesh Kona所說的,這些公司——如果未被老牌公司收購——為這一產業鏈開啟了新的發展方向。
因此,對于傳感器算法與平臺的需求,為汽車產業價值鏈創造了新的成長市場。IHS指出,在2015年,只有4%的新車平臺內建傳感器融合引擎控制單元(ECU),用于實現環景停車輔助與安全至關重要的功能;然而,在2025年以前,這一數字預計將提高到21%。
預計在2015到2025年間,傳感器融合ECU市場的復全年成長率(CAGR)約達到20%,成為汽車產業中成長率最高的應用組件——為新的供貨商提供一個從各種不同層次供應鏈進入汽車市場的機會。
公司:深圳市哲瀚電子科技有限公司
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