இருதரப்பு சுவிட்ச்

சிக்கல்களை அகற்ற எங்கள் கருவியை முயற்சிக்கவும்





இந்த இடுகையில், MOSFET இருதரப்பு சக்தி சுவிட்சுகள் பற்றி அறிந்து கொள்கிறோம், இது இரு புள்ளிகளிலும் ஒரு சுமையை இருதரப்பிலும் இயக்க பயன்படுகிறது. இரண்டு N- சேனல் அல்லது P- சேனல் MOSFET களை குறிப்பிட்ட மின்னழுத்த வரியுடன் தொடரில் பின்னுக்குத் திருப்புவதன் மூலம் இது செய்யப்படுகிறது.

இருதரப்பு சுவிட்ச் என்றால் என்ன

இருதிசை சக்தி சுவிட்ச் (பிபிஎஸ்) என்பது ஒரு செயலில் உள்ள சாதனமாகும் MOSFET கள் அல்லது IGBT கள் , இது இயங்கும் போது மின்னோட்டத்தின் இரு வழி இருதரப்பு ஓட்டத்தை அனுமதிக்கிறது, மேலும் இயக்கப்படும் போது மின்னழுத்தத்தின் இருதரப்பு ஓட்டத்தைத் தடுக்கிறது.



இது இரு வழிகளிலும் நடத்த முடியும் என்பதால், இருதிசை சுவிட்சை ஒப்பிட்டு ஒரு சாதாரணமாகக் குறிக்கலாம் ஆன் / ஆஃப் சுவிட்ச் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது போல்:

இங்கே, சுவிட்சின் 'ஏ' புள்ளியில் நேர்மறை மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுவதைக் காணலாம் மற்றும் 'பி' புள்ளியில் எதிர்மறை ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மின்னோட்டத்தை 'ஏ' வழியாக 'பி' வரை பாய அனுமதிக்கிறது. மின்னழுத்த துருவமுனைப்பை மாற்றுவதன் மூலம் செயலை மாற்ற முடியும். பொருள், பிபிஎஸ்ஸின் 'ஏ' மற்றும் 'பி' புள்ளிகளை ஒன்றுக்கொன்று மாற்றக்கூடிய உள்ளீடு / வெளியீட்டு முனையங்களாகப் பயன்படுத்தலாம்.



BPS இன் சிறந்த பயன்பாட்டு எடுத்துக்காட்டு அனைத்து MOSFET அடிப்படையிலான வணிகத்திலும் காணலாம் எஸ்.எஸ்.ஆர் வடிவமைப்புகள் .

பண்புகள்

இல் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் , இருதிசை சுவிட்சின் (பிபிஎஸ்) பண்புகள் நான்கு-நான்கு சுவிட்ச் என வரையறுக்கப்படுகின்றன, இது ஆன்-மாநிலத்தில் நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை மின்னோட்டத்தை நடத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் OFF- நிலையில் நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை மின்னோட்டத்தையும் தடுக்கும். ஒரு பிபிஎஸ்ஸிற்கான நான்கு-குவாட்ரண்ட் ஆன் / ஆஃப் வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில், இருபடி பச்சை நிறத்தில் குறிக்கப்படுகிறது, இது விநியோக மின்னோட்டத்தின் துருவமுனைப்பு அல்லது அலைவடிவத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் சாதனங்களின் ஆன் நிலையைக் குறிக்கிறது.

மேலே உள்ள வரைபடத்தில், சிவப்பு நேர் கோடு பிபிஎஸ் சாதனங்கள் முடக்கப்பட்ட நிலையில் இருப்பதைக் குறிக்கிறது மற்றும் மின்னழுத்தத்தின் துருவமுனைப்பு அல்லது அலைவடிவத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் எந்தவிதமான கடத்துதலையும் வழங்காது.

ஒரு பிபிஎஸ் கொண்டிருக்க வேண்டிய முக்கிய அம்சங்கள்

  • இரு பக்கங்களிலிருந்தும் எளிதான மற்றும் விரைவான சக்தி கடத்துதலை செயல்படுத்த இருதரப்பு சுவிட்ச் சாதனம் மிகவும் பொருந்தக்கூடியதாக இருக்க வேண்டும், இது A முதல் B மற்றும் B முதல் A வரை உள்ளது.
  • டிசி பயன்பாட்டில் பயன்படுத்தும்போது, ​​சுமைகளின் மேம்பட்ட மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறைக்கு பிபிஎஸ் குறைந்தபட்சம் மாநில எதிர்ப்பை (ரான்) காட்ட வேண்டும்.
  • ஒரு துருவமுனைப்பு மாற்றத்தின் போது அல்லது ஒப்பீட்டளவில் அதிக சுற்றுப்புற வெப்பநிலை நிலைமைகளின் போது அவசர மின்னோட்டத்தில் திடீரென தாங்க ஒரு பிபிஎஸ் அமைப்பு சரியான பாதுகாப்பு சுற்றமைப்புடன் இருக்க வேண்டும்.

இருதரப்பு சுவிட்ச் கட்டுமானம்

பின்வரும் புள்ளிவிவரங்களில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி MOSFET கள் அல்லது IGBT களை தொடரில் பின்னுக்குத் இணைப்பதன் மூலம் இருதிசை சுவிட்ச் கட்டமைக்கப்படுகிறது.

இங்கே, இரு அடிப்படை சுவிட்சை உள்ளமைக்கக்கூடிய மூன்று அடிப்படை முறைகளை நாம் காணலாம்.

முதல் வரைபடத்தில், இரண்டு பி-சேனல் MOSFET கள் அவற்றின் மூலங்களுடன் ஒருவருக்கொருவர் பின்னால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.

இரண்டாவது வரைபடத்தில், இரண்டு என்-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டுகள் பிபிஎஸ் வடிவமைப்பை செயல்படுத்துவதற்காக அவற்றின் மூலங்களில் இணைக்கப்பட்டிருப்பதைக் காணலாம்.

மூன்றாவது உள்ளமைவில், இரண்டு N- சேனல் MOSFET கள் இணைக்கப்பட்ட வடிகால் காட்டப்பட்டுள்ளன.

அடிப்படை செயல்பாட்டு விவரங்கள்

இரண்டாவது உள்ளமைவின் உதாரணத்தை எடுத்துக்கொள்வோம், இதில் MOSFET கள் அவற்றின் மூலங்களுடன் பின்னுக்குத் திரும்புகின்றன, நேர்மறை மின்னழுத்தம் 'A' இலிருந்து பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் 'B' க்கு எதிர்மறையானது கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

இந்த வழக்கில், கேட் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​'A' இலிருந்து மின்னோட்டம் இடது MOSFET வழியாகவும், பின்னர் வலது பக்க MOSFET இன் உள் முன்னோக்கி சார்புடைய டையோடு D2 வழியாகவும் அனுமதிக்கப்படுவதைக் காணலாம், இறுதியாக கடத்தல் 'B புள்ளியில் நிறைவடைகிறது '.

மின்னழுத்த துருவமுனைப்பு 'B' இலிருந்து 'A' க்கு மாற்றப்படும்போது MOSFET கள் மற்றும் அவற்றின் உள் டையோட்கள் பின்வரும் விளக்கப்படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி அவற்றின் நிலைகளை புரட்டுகின்றன:

மேலே உள்ள சூழ்நிலையில், பிபிஎஸ்ஸின் வலது பக்க மோஸ்ஃபெட் டி 1 உடன் மாறுகிறது, இது இடது பக்க மோஸ்ஃபெட்டின் உள் உடல் டையோடு ஆகும், இது 'பி' முதல் 'ஏ' வரை கடத்தலை செயல்படுத்த உதவுகிறது.

தனித்துவமான இருதரப்பு சுவிட்சுகளை உருவாக்குதல்

இப்போது இரு வழி மாறுதல் பயன்பாட்டிற்கான தனித்துவமான கூறுகளைப் பயன்படுத்தி இருதிசை சுவிட்சை எவ்வாறு உருவாக்க முடியும் என்பதை அறியலாம்.

பி-சேனல் MOSFET களைப் பயன்படுத்தி அடிப்படை பிபிஎஸ் செயல்படுத்தலை பின்வரும் வரைபடம் காட்டுகிறது:

பி-சேனல் MOSFETS ஐப் பயன்படுத்துதல்

பி-சேனல் MOSFET களைப் பயன்படுத்தி இருதரப்பு சுவிட்ச் சுற்று

புள்ளி 'ஏ' நேர்மறையாக இருக்கும்போது, ​​இடது பக்க உடல் டையோடு முன்னோக்கிச் சென்று நடத்துகிறது, அதைத் தொடர்ந்து வலது பக்க பி-மோஸ்ஃபெட், 'பி' புள்ளியில் கடத்தலை முடிக்கிறது.

புள்ளி 'பி' நேர்மறையாக இருக்கும்போது, ​​எதிர் பக்க அந்தந்த கூறுகள் கடத்துதலுக்கு செயலில்ின்றன.

குறைந்த N- சேனல் MOSFET என்பது பிபிஎஸ் சாதனத்தின் ஆன் / ஆஃப் நிலைகளை பொருத்தமான ஆன் / ஆஃப் கேட் கட்டளைகளின் மூலம் கட்டுப்படுத்துகிறது.

மின்தடை மற்றும் மின்தேக்கி பிபிஎஸ் சாதனங்களை விரைவான தற்போதைய எழுச்சியில் இருந்து பாதுகாக்கிறது.

இருப்பினும், பி-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டைப் பயன்படுத்துவது ஒருபோதும் பிபிஎஸ் செயல்படுத்துவதற்கான சிறந்த வழியாகும் அவற்றின் உயர் RDSon காரணமாக . ஆகவே, என்-சேனல் அடிப்படையிலான பிபிஎஸ் வடிவமைப்போடு ஒப்பிடும்போது, ​​வெப்பம் மற்றும் பிற தொடர்புடைய திறனற்ற தன்மைகளுக்கு எதிராக ஈடுசெய்ய பெரிய மற்றும் விலையுயர்ந்த சாதனங்கள் தேவைப்படலாம்.

N- சேனல் MOSFETS ஐப் பயன்படுத்துதல்

அடுத்த வடிவமைப்பில், N- சேனல் MOSFET களைப் பயன்படுத்தி பிபிஎஸ் சுற்று செயல்படுத்த ஒரு சிறந்த வழியைக் காண்கிறோம்.

இந்த தனித்துவமான இருதரப்பு சுவிட்ச் சுற்றுவட்டத்தில், பின்-பின்-இணைக்கப்பட்ட N- சேனல் MOSFET கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த முறை A முதல் B வரையிலான தலைகீழ் மற்றும் இரு வழி சக்தி கடத்துதலை எளிதாக்க வெளிப்புற இயக்கி சுற்று கோருகிறது.

சார்ஜ் பம்ப் சுற்றுவட்டத்தை செயல்படுத்த A மற்றும் B இலிருந்து சப்ளைகளை மல்டிபிளக்ஸ் செய்ய ஷாட்கி டையோட்கள் BA159 பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதனால் N- சேனல் MOSFET களுக்கு தேவையான அளவு டர்ன் ஆன் மின்னழுத்தத்தை சார்ஜ் பம்ப் உருவாக்க முடியும்.

சார்ஜ் பம்ப் ஒரு தரத்தைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்படலாம் மின்னழுத்த இரட்டை சுற்று அல்லது ஒரு சிறிய சுவிட்ச் மாறுதல் சுற்று.

சார்ஜ் பம்பை உகந்ததாக இயக்குவதற்கு 3.3 வி பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் ஷாட்கி டையோட்கள் கேட் மின்னழுத்தத்தை அந்தந்த உள்ளீட்டிலிருந்து (ஏ / பி) நேரடியாக பெறுகின்றன, உள்ளீட்டு வழங்கல் 6 வி ஆக குறைவாக இருந்தாலும் இந்த 6 வி பின்னர் இரட்டிப்பாகும் MOSFET வாயில்களுக்கு கட்டணம் வசூலிக்கவும்.

குறைந்த N- சேனல் MOSFET என்பது விரும்பிய விவரக்குறிப்புகளின்படி இருதரப்பு சுவிட்சின் ஆன் / ஆஃப் சுவிட்சைக் கட்டுப்படுத்துவதாகும்.

முன்னர் விவாதிக்கப்பட்ட பி-சேனலுடன் ஒப்பிடும்போது என்-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டைப் பயன்படுத்துவதன் ஒரே தீமை இந்த கூடுதல் கூறுகள் ஆகும், அவை பிசிபியில் கூடுதல் இடத்தை நுகரக்கூடும். இருப்பினும், இந்த குறைபாடு MOSFET களின் குறைந்த R (on) மற்றும் அதிக திறமையான கடத்தல் மற்றும் குறைந்த விலை சிறிய அளவிலான MOSFET களால் அதிகமாக உள்ளது.

இந்த வடிவமைப்பு அதிக வெப்பமயமாதலுக்கு எதிராக எந்தவொரு பயனுள்ள பாதுகாப்பையும் வழங்காது, எனவே அதிக சக்தி வாய்ந்த சாதனங்கள் அதிக சக்தி பயன்பாடுகளுக்கு கருதப்படலாம்.

முடிவுரை

இணைக்கப்பட்ட MOSFET களைத் திரும்பப் பெற ஒரு ஜோடியைப் பயன்படுத்தி இருதிசை சுவிட்சை மிக எளிதாக உருவாக்க முடியும். இந்த சுவிட்சுகள் ஏசி மூலத்திலிருந்து சுமை இருதரப்பு மாறுதல் தேவைப்படும் பல வேறுபட்ட பயன்பாடுகளுக்கு செயல்படுத்தப்படலாம்.

மேற்கோள்கள்:

TPS2595xx, 2.7 V முதல் 18 V, 4-A, 34-mΩ eFuse with fast Overvoltage Protection Data Sheet

TPS2595xx வடிவமைப்பு கணக்கீட்டு கருவி

மின் உருகி சாதனங்கள்




முந்தைய: ஐசி 741, ஐசி 311, ஐசி 339 ஐப் பயன்படுத்தி ஒப்பீட்டு சுற்றுகள் அடுத்து: டையோடு திருத்தம்: அரை அலை, முழு அலை, பி.ஐ.வி.