Firma Silicon Labs wprowadziła serię innowacyjnych izolowanych sterowników tranzystorów polowych (FET) opartych na technologii CMOS. Są to sterowniki, które pozwalają projektantom wybrać masowo produkowane i dedykowane różnym zastosowaniom tranzystory FET, aby zastąpić stare przekaźniki elektromechaniczne oraz przekaźniki półprzewodnikowe oparte na sprzężeniu optoelektronicznym.
Nowa rodzina Si875x obejmuje pierwsze na rynku izolowane sterowniki bramki FET, które przesyłają moc przez zintegrowaną barierę izolacyjną CMOS. To rozwiązanie eliminuje potrzebę stosowania osobnego izolowanego przełącznika po stronie zasilacza, tym samym obniżając złożoność i całkowity koszt systemu. W połączeniu z dyskretnym tranzystorem FET układy Si875x zapewniają najlepsze w swojej klasie rozwiązanie zastępujące tradycyjne przekaźniki. Przykładowe zastosowania obejmują kontrolery napędu i zaworów, systemy klimatyzacji, monitorowanie stanu baterii, linie zasilania prądu zmiennego, przełączniki telekomunikacyjne, stacje ładowania pojazdów elektrycznych i hybrydowych oraz inne rozwiązania w sektorze przemysłowym i motoryzacyjnym.
Szczegóły na temat parametrów, cen i dostępności izolowanych sterowników FET Si875x znajdują się na stronie produktów.
W tradycyjnych rozwiązaniach projektanci wykorzystywali przekaźniki elektromechaniczne i półprzewodnikowe oparte na sprzężeniu optoelektronicznym. Jednak te technologie mają swoje ograniczenia. Układy elektromechaniczne są powolne, duże i drogie, a także generują szumy. Te wady sprawiają, że wykorzystanie przekaźników półprzewodnikowych rośnie w tempie dwucyfrowym, ale również one sprawiają pewne problemy. Rozwiązaniach oparte na sprzężeniu optoelektronicznym nie mogą uniknąć ograniczeń, takich jak krótki czas życia z powodu starzenia się diod LED, ograniczone parametry i stabilność w wysokiej temperaturze, a także niska odporność na zakłócenia. Ponadto udostępniają ograniczony wybór zintegrowanych tranzystorów FET, co prowadzi do spadku parametrów, wzrostu kosztów i poboru mocy.
Opracowane przez Silicon Labs izolowane sterowniki FET Si875x oparte na technologii CMOS stanowią lepszą alternatywę, która pozwala obniżyć koszt systemu i jego zużycie mocy. Jednocześnie zapewnia lepszą wydajność w zastosowaniach, w których zastępuje układy elektromechaniczne lub oparte na sprzężeniu optoelektronicznym. Ponieważ w sterownikach Si875x nie zastosowano diod LED ani innych elementów optycznych, zapewniają one lepszą stabilność temperaturową oraz długoterminowe działanie. Układy Si875x mają małe rozmiary i umożliwiają całkowicie bezgłośne przełączanie. Dzięki temu mogą doskonale zastąpić rozwiązania elektromechaniczne, których zastosowanie ogranicza dźwięk przełączania i szybkie zużycie, jak również trudność w masowej produkcji tych układów.
Układy Si875x wysterowują bramki FET nominalnym napięciem 10,3 V przy zasilaniu małym prądem 1 mA i czasie włączenia 1,1 ms. Zwiększenie prądu wejściowego do 10 mA pozwala uzyskać niezwykle krótki czas włączania równy 94 µs. Unikalna opcja optymalizacji zużycia mocy pozwala zapewnić maksymalny prąd włączający w celu uzyskania szybkiego przełączenia. Następnie prąd jest obniżany o maksymalnie 90% w celu utrzymania ładunku statycznego, gdy opcjonalny zewnętrzny kondensator będzie rozładowywany. Możliwość pracy z napięciami wejściowymi od 2,25 do 5,5 V pozwala na łatwe łączenie z niskonapięciowymi kontrolerami. Sterowniki Si875x mają również opcjonalne zabezpieczenie przed efektem Millera, które zapobiega niepożądanemu włączeniu zewnętrznego tranzystora FET.
Układy Si875x zapewniają izolację na poziomie 2,5 kV (wartość średniokwadratowa) i mogą pracować w pełnym zakresie temperatur wymaganym w przemyśle i motoryzacji – do wartości +125°C. Ponadto spełniają ścisłe wymagania standardów UL, CSA, VDE oraz CQC. Uniwersalne wejścia pozwalają na cyfrową kontrolę tranzystora CMOS (model Si8751) lub emulację diody (model Si8752), aby dopasować rozwiązanie do potrzeb systemu. Z kolei wyjścia pozwalają na pracę z obciążeniem prądem stałym lub zmiennym.
Najważniejsze cechy izolowanych sterowników FET Si875x:
- Pierwsze izolowane rozwiązanie półprzewodnikowe oparte na CMOS, które obsługuje dedykowane bramki FET,
- Najlepsza w tej klasie odporność na zakłócenia, wysoka niezawodność i izolacja 2,5 kV RMS,
- Długi czas życia przy wysokim napięciu (100 lat dla 1000 V),
- Wydajne przełączanie: napięcie 10,3 V dla prądu wejściowego 1 mA,
- Szeroki zakres napięć zasilania: od 2,25 do 5,5 V,
- Unikalna konstrukcja wejść optymalizuje zużycie mocy oraz czas włączania,
- Zabezpieczenie przed efektem Milera chroni przed przypadkowym włączeniem zewnętrznego tranzystora FET,
- Mała obudowa SOIC-8 zawiera zintegrowaną izolację i kondensatory mocy do zastosowań niskomocowych.
- Zgodność z normą AEC-Q100 dla pojazdów
