Высоковольтные быстродействующие драйверы АО «Ангстрем» серии 1358EX

Драйверы с защитой от пониженного питания и сквозного тока

Надежность работы коммутационных схем и выходных каскадов электронных устройств во многом определяет производительность и надежность системы в целом. Преобразовательные и коммутационные схемы могут состоять из большого количества элементов, требовать защиты от неправильной комбинации управляющих сигналов, пониженного напряжения и т.д. Для управления такими схемами необходимы драйверы, имеющие ряд особенностей:

1. Высокий импульсный ток затвора, переключающего силовые транзисторы. Это позволит значительно снизить потери, возникающие на силовых транзисторах в момент переключения.
2. Встроенную защиту драйвера и силовых ключей от паразитного сквозного тока.
3. Высокую скорость переключения для формирования управляющих сигналов по определенным алгоритмам.
4. Защиту от пониженного напряжения питания.

Кроме технических требований к драйверам могут предъявляться требования 100%-го производства кристаллов и корпусов драйверов в России.

Высоковольтные драйверы серии 1358EX

«Ангстрем» разработал серию высоковольтных быстродействующих драйверов 1358EX (рис.1.) для управления нижними и верхними n-канальными МОП-транзисторами в синхронном понижающем преобразователе или в полумосте, а также для управления двухканальным драйвером нижних ключей. Микросхемы изготавливаются по БиКДМОП технологии с низковольтными БиКМОП компонентами и высоковольтными ДМОП транзисторами n и p типа. Драйверы серии 1358EX имеют высокую нагрузочную способность и напряжение питания, малое время задержки на переключение каналов. 1358ЕХ02 дополнительно имеет возможность подстройки задержки внешним резистором для исключения возможности возникновения паразитных сквозных токов в цепях внешних транзисторов.
Микросхемы предназначены для использования в широком спектре радиоэлектронной аппаратуры специального применения. В соответствии с ТУ АЕНВ.431420.578 для корпусов Н02.8-1В и 5119.16-А допустим диапазон температур окружающей среды от -60 до 125°С. По ТУ АЕНВ.431420.637 для корпуса 4303.8-В –диапазон от -60 до 85°С.


Рисунок 1. Серия драйверов 1358ЕХ

Основные характеристики серии драйверов серии 1358ЕХ:

• Управление верхним и нижним ключом;
• Малые задержки на переключение каналов – 25 нс (типовое значение);
• Согласование каналов – 3 нс (типовое значение);
• Низкий ток потребления;
• Встроенная защита от пониженного напряжения питания;
• Высокая нагрузочная способность – 1000 пФ с временем нарастания и спада выходного сигнала 8 нс;
• Диапазон напряжения питания за счет буферного конденсатора до 82 В;
• Выходной импульсный ток драйвера – 1,4 А;
• Подстрока задержки внешним резистором для исключения возможности возникновения паразитных сквозных токов при полумостовом включении микросхем 1358ЕХ02.

Состав серии драйверов 1358EX

Драйверы серии 1358EX производятся в нескольких вариантах, различающихся по функциональному назначению и типу корпуса (табл. 1., табл. 2.). Структурная схема драйверов серии 1358ЕХ01 имеет три типа преобразователей входных сигналов (рис. 2). Структурная схема 1338ЕХ02 приведена на рисунке 3. Типовые схемы включения микросхем в качестве двухканального драйвера нижних ключей и полумоста приведены на (рис. 4, 5, 8).

Таблица 1. Высоковольтные быстродействующие драйверы в металлокерамических корпусах.

Наименование	Назначение	Аналог	Корпус
1358ЕХ01АУ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами ТТЛ уровней	LM5101	Н02.8-1В
1358ЕХ01АУ1			5119.16-А
1358ЕХ01АН4			бескорпусн.
1358ЕХ01БУ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами ТТЛ уровней с блокировкой от неправильной комбинации управляющих сигналов	Функциональный аналог LM5101	Н02.8-1В
1358ЕХ01БУ1			5119.16-А
1358ЕХ01БН4			бескорпусн.
1358ЕХ01ВУ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами КМОП уровней	аналог LM5100	Н02.8-1В
1358ЕХ01ВУ1			5119.16-А
1358ЕХ01ВН4			бескорпусн.
1358ЕХ02У	Высоковольтный быстродействующий драйвер с программируемой внешним резистором задержкой включения внешних n-канальных МОП-транзисторов	аналог LM5104	Н02.8-1В
1358ЕХ02У1			5119.16-А
1358ЕХ02УН4			бескорпусн.

Таблица 2. Высоковольтные быстродействующие драйверы в пластиковых корпусах.

Наименование	Назначение	Аналог	Корпус
1358ЕХ01АТ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами ТТЛ уровней	LM5101	4303.8-В (SO-8)
1358ЕХ01БТ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами ТТЛ уровней с блокировкой от неправильной комбинации управляющих сигналов	Функциональный аналог LM5101	4303.8-В (SO-8)
1358ЕХ01ВТ	Высоковольтный быстродействующий драйвер для работы с входными сигналами КМОП уровней	аналог LM5100	4303.8-В (SO-8)
1358ЕХ02Т	Высоковольтный быстродействующий драйвер с программируемой внешним резистором задержкой включения внешних n-канальных МОП-транзисторов	аналог LM5104	4303.8-В (SO-8)

Рисунок 2. Электрическая структурная схема микросхем 1358ЕХ01.

* для 1358ЕХ01АУ, 1358ЕХ01АУ1, 1358ЕХ01АТ – преобразователь входных сигналов ТТЛ уровней;
для 1358ЕХ01БУ, 1358ЕХ01БУ1, 1358ЕХ01БТ – преобразователь входных сигналов ТТЛ уровней с блокировкой от неправильной комбинации управляющих сигналов;
для 1358ЕХ01ВУ, 1358ЕХ01ВУ1, 1358ЕХ01ВТ – преобразователь входных сигналов КМОП уровней.

Таблица 3. Назначение выводов и контактных площадок серии микросхем 1358ЕХ01

Обозначение вывода	Назначение вывода
VCC	Вывод напряжения питания драйвера нижнего ключа и логической части ИС
HB	Вывод питания драйвера верхнего ключа
HO	Выход драйвера верхнего ключа
HS	Общий вывод драйвера верхнего ключа (плавающий)
HI	Вход управления драйвера верхнего ключа
LI	Вход управления драйвера нижнего ключа
GND	Общий вывод драйвера
LO	Выход драйвера нижнего ключа
NC	Свободный вывод

 

Рисунок 3. Электрическая структурная Схема и условное графическое обозначение микросхем 1358ЕХ02.

Таблица 4. Назначение выводов и контактных площадок микросхем серии 1358ЕХ02.

Обозначение вывода	Назначение вывода
VCC	Вывод напряжения питания драйвера нижнего ключа и логической части ИС
HB	Вывод питания драйвера верхнего ключа
HO	Выход драйвера верхнего ключа
HS	Общий вывод драйвера верхнего ключа (плавающий)
RT	Вывод программирования задержки включения внешних транзисторов
IN	Вход управления драйвером
GND	Общий вывод драйвера
LO	Выход драйвера нижнего ключа

Применение и эксплуатация микросхем 1358ЕХ

При применении микросхем 1358ЕХ01А/Б/В по типовой схеме включения в соответствии с рисунком 4 допускается не устанавливать внешний диод D1. Если при высоких частотах и значительных затворных ёмкостях внешних МОП транзисторов тепловыделение микросхем начинает ограничивать допустимый диапазон рабочих температур среды, то для уменьшения тепловыделения микросхемы допускается устанавливать внешний диод D1 между выводами VCC и HB для ускорения заряда «бутстрепного» конденсатора.
Типовая схема включения при эксплуатации в качестве двухканального драйвера нижних ключей приведена на рис. 5.


Рисунок 4. Типовая схема включения микросхем серии 1358ЕХ01А/Б/В при эксплуатации по схеме полумоста.


Рисунок 5. Типовая схема включения микросхем 1358ЕХ01А/Б/В при эксплуатации в качестве двухканального драйвера нижних ключей.

Таблица 5. Таблица истинности, уровней напряжений входов и выходов

Вход		Выход
LI	HI	LO	HO
0	0	L	L
0	1	L	H
1	0	H	L
1	1	H[L] *	H[L] *

* Примечание: в квадратных скобках обозначены комбинации для микросхем 1358EX01БУ, 1358EX01БУ1 (Т), 1358ЕХ01БН4 в случае срабатывания блокировки при неправильной комбинации управляющих сигналов.

«0» – входной сигнал низкого уровня UIL, «1» – входной сигнал высокого уровня UIH,
«L» – выходной сигнал низкого уровня ULO(LOW), UHO(LOW);
«H» – выходной сигнал высокого уровня ULO(HIGH), UHO(HIGH);
Уровни напряжений входных и выходных сигналов согласно таблице 3.



Рисунок 6. Функционирование микросхем 1358ЕХ01АН4, 1358EX01АУ, 1358EX01АУ1, 1358ЕХ01АТ, 1358ЕХ01ВН4, 1358EX01ВУ, 1358EX01ВУ1, 1358EX01ВТ


Рисунок 7. Функционирование микросхем 1358ЕХ01БН4, 1358ЕХ01БУ, 1358ЕХ01БУ1, 1358ЕХ01БТ

При применении микросхем 1358ЕХ02 по типовой схеме включения в соответствии с рисунком 8 допускается не устанавливать внешний диод D1. При высоких частотах и значительных затворных ёмкостях внешних МОП транзисторов тепловыделение микросхем может существенно ограничивать допустимый диапазон рабочих температур среды. Для уменьшения тепловыделения микросхемы можно установить внешний диод D1 между выводами VCC и HB. Это позволит ускорить заряд «бутстрепного» конденсатора. Конденсаторы С1, С2 необходимо устанавливать в непосредственной близости от микросхемы.
С помощью резистора R1 программируется защита от возникновения сквозного тока через внешние n-канальные МОП-транзисторы.



Рисунок 8. Типовая схема включения управления нижним и верхним n-канальными МОП-транзисторами в схеме полумоста микросхем 1358ЕХ02Н4, 1358EX02У, 1358EX02У1



Рисунок 9. Функционирование микросхем 1358ЕХ02Н4, 1358EX02У, 1358EX02У1

В заключение о драйверах серии 1358EX

Драйверы серии 1358EX не уступают по своим параметрам импортным аналогам микросхемам LM5101, LM5100, LM5104 Texas Instruments. Широкая номенклатура изделий АО «Ангстрем» позволяет построить коммутационную, преобразовательную или силовую систему любого уровня сложности. Полностью отечественное производство и кристаллов, и самого драйвера, высокое качество и надежность, функциональные возможности, позволяют использовать их для самых ответственных применений.

Трудновская Евгения Андреевна
Начальник отдела аналого-цифровых и специальных схем
diamond@angstrem.ru

Клейн Станислав Викторович
Начальник отдела маркетинги и корпоративных коммуникаций
klein@angstrem.ru