V roli řidiče člověk, v úloze budiče Renesas

Elektrovozítka – koloběžky, kola a spousta dalších přibližovadel čerpajících energii z akumulátorů se dnes těší obrovské popularitě. Zájem totiž dokázala „vzbudit“ i u lidí, kteří se jinak pohybu zcela vyhýbají. U buzení ale ještě chvíli zůstaneme. Jen hrstka uživatelů si totiž uvědomuje, že ke zdárné činnosti takového dopravního prostředku mohou být v zákulisí potřeba právě vhodné budiče. Dva žhavé kandidáty nyní představila též společnost Renesas Electronics [1].

Spolehlivě a rychle

Buzení 100V polovičního můstku složeného ze dvou tranzistorů MOSFET? Co třeba integrované obvody HIP2211 a HIP2210? Do rukou se tak vývojářům dostává nejen vývodově kompatibilní náhrada nové generace za budiče ISL2111, příp. též HIP2101 se standardními vstupy HI a LI (2211), ale také další varianta HIP2210 s tříúrovňovým vstupem PWM společně s nastavitelnou prodlevou, nebo chcete-li zpožděním (Dead Time) definovaným mezi sestupnými a náběžnými hranami výstupního signálu LO, resp. HO.

Obr. 1 Nové budiče polovičního můstku s obvody HIP2211 nebo také HIP2210 se uplatní i v dalších aplikacích
– u 48V zdrojů napájení, audio zesilovačů ve třídě D, invertorů apod. [1]

Obvody vybavené podpěťovým zámkem UVLO dodají proud o velikosti 3 A, jako nora pak stáhnou ještě o jeden ampér více a napájet je bude možné v rozmezí od 6 V až do 18 V. Výrobce při buzení hradel obou FETů NMOS navíc pamatoval i na vlastní bootstrap diodu na vyšší straně napájení. Systém obvykle zareaguje za 15 ns a s typickým rozdílem v délce 2 ns. Za zmínku stojí též vývod HS snášející trvale záporné výkyvy napětí až do –10 V. Doporučovaná rychlost přeběhu by zde neměla překročit 50 V/ns.

Obr. 2 Základní zapojení odkazující na rozdílné řešení se vstupy HI / LI a PWM – podrobněji v textu [2]

Na vstupu záleží

V dalším textu se blíže zaměříme na integrované budiče HIP2210. Díky jejich vstupu se třemi úrovněmi lze ovládat obě výkonové části pouze s jediným vývodem. Bude-li tedy mít PWM vstup logickou jedničku, tranzistor FET je na vyšší straně můstku sepnutý a protistrana pak vypnutá. Při log. 0 pak máme pro změnu aktivní MOSFET na nižší straně napájení a druhý tranzistor neaktivní. Meziúroveň u vstupního napětí již znamená, že jsou oba FETy vypnuté. Prahové úrovně pro PWM se odvíjí od vnější napěťové reference na pinu VREF, takže je možné uvažovat logické úrovně od 2,7 V až do 5,5 V.

Výše popsaná funkce desítkového obvodu již ze své podstaty vylučuje společné otevření obou výstupních tranzistorů v jediném okamžiku. Přesně v tom spočívá i rozdíl oproti prvkům HIP2211 a jejich vstupům HI a LI, které zde podobnou logickou ochranu neznají a vše tak bude nutné ošetřit ještě na straně kontroléru. V případě obvodu HIP2210 však bude i tak nezbytné nastavit určitou prodlevu navíc a zabránit tím případnému proražení. Důvodem je parazitní kapacita FETů NMOS mezi jejich vývody gate a source stojící při zapínání a vypínání za určitým časovým posunem. Do hry proto vstupuje pin RDT, na kterém díky jedinému rezistoru nadefinujeme vše potřebné v rozmezí od 35 ns až do 350 ns.

Obr. 3 Ukázka dostupného vývojového nástroje HIP2211EVAL3Z v ceně 49 dolarů [2]

robenek@dps-az.cz