PN7113 – доступная со склада альтернатива драйверам xx2110, xx2113 и xx2112

12 мая

Дмитрий Илларионов (г. Нижний Новгород)

Китайская компания Chipown представляет высокоскоростной драйвер PN7113 для управления N-канальными транзисторами MOSFET или IGBT, работающими в полумостовой топологии. Микросхема Pin-to-Pin совместима с популярными западными аналогами и имеет существенное преимущество — более доступную цену.

Не секрет, что несколько лет назад российские производители электроники столкнулись с проблемами при использовании микросхем производства западноевропейских компаний. Цена на данную продукцию существенно выросла, сроки поставок увеличились в лучшем случае до трех-четырех месяцев, а отечественных аналогов просто не существует. К счастью, в настоящее время ситуация перестала быть критической – довольно быстро выяснилось, что китайские компании выпускают целые линейки микросхем собственной разработки, способные не только заменить европейские интегральные схемы, но и существенно уменьшить себестоимость конечного изделия. Однако следует иметь в виду, что азиатские микросхемы зачастую не являются полными аналогами европейских: несмотря на повыводную совместимость и совпадающий функционал, электрические характеристики у них могут быть несколько хуже. Поэтому перед сменой изготовителя элементной базы рекомендуется тщательно изучить техническую документацию (это особенно актуально для изделий, выпускаемых серийно). В качестве примера рассмотрим и оценим характеристики китайского драйвера верхнего/нижнего плеча PN7113, который является альтернативой старым проверенным микросхемам xx2110, xx2113 и xx2112 (далее – xx211x).

Общие сведения

PN7113 – это высокоскоростной драйвер производства компании Chipown, имеющий два независимых выходных канала и предназначенный для управления N-канальными транзисторами MOSFET или IGBT. Один канал (драйвер нижнего плеча) работает относительно земли, второй (драйвер верхнего плеча) – относительно плавающего потенциала, значение которого может достигать 600 В. На выходе каждого канала присутствует буферный каскад, позволяющий формировать мощные импульсы тока, необходимые для быстрой работы полевых транзисторов и IGBT. Задержки распространения в микросхеме согласованы, что упрощает использование драйвера в высокочастотных приложениях. Максимальная рабочая частота составляет 100 кГц. Логические входы совместимы с логическими уровнями CMOS и TTL, включая напряжение +3,3 В.

Схема включения, цоколевка и описание выводов

Типовые схемы включения драйверов PN7113 и xx211x полностью совпадают (рисунок 1).

Рис. 1. Типовые схемы xx211x и PN7113

При этом данные микросхемы являются повыводно совместимыми (рисунок 2).

Рис. 2. Pin-to-Pin-совместимость интегральных схем

Описание выводов драйвера дано в таблице 1 (номера неиспользуемых контактов не указаны).

Таблица 1. Выводы PN7113

Примечания:
* – вход является неинвертирующим, то есть открытому состоянию плеча соответствует логическая единица на данном входе, закрытому – логический ноль;
** – при подаче логической единицы на данный вход как верхнее, так и нижнее плечи будут принудительно выключены, независимо от состояния входов HIN и LIN.

Электрические характеристики

В таблицах 2…5 даны сравнительные параметры драйверов PN7113 и xx211x. Значения характеристик, одинаковые для всех рассматриваемых микросхем, объединены в общие ячейки – такой подход позволяет намного лучше подчеркнуть различия между ними. Как следует из приведенных данных, в целом китайские драйверы вполне могут служить заменой европейским микросхемам xx2110, xx2112 и xx2113. Небольшие ухудшения характеристик PN7113 отмечены красным цветом, однако вряд ли они будут существенны для реальных устройств.

Предельно допустимые значения

В таблице 2 приведенные значения напряжений, которые измерены относительно вывода «COM». Тепловое сопротивление и допустимая рассеиваемая мощность приводятся для смонтированной на плату микросхемы и при отсутствии обдува. Превышение данных значений может привести к повреждению интегральной схемы. Для корректной работы драйвера следует использовать не предельно допустимые, а рекомендованные значения характеристик (таблица 3).

Таблица 2. Предельно допустимые значения характеристик PN7113 и xx211x

Рекомендованные значения

Все значения напряжений, приведенные таблице 3, измерены относительно вывода «COM». Значения V_S и V_SS указаны при условии выполнения равенства: V_B – V_S = V_DD – V_SS = V_CC – COM = 15 В.

Таблица 3. Рекомендованные значения характеристик PN7113 и xx211x

Примечания:
* – цифровая (логическая) часть микросхемы нормально функционирует при V_S = -4…+500 В. Текущее состояние цифровой части сохраняется вплоть до V_S = -V_BS, [1];
** – если напряжение V_DD ниже 5 В, значение параметра V_SS не может быть меньше -V_DD.

Динамические электрические характеристики

Если не указано иное, значения в таблице 4 приводятся для следующих условий:

• T_A = 25°C;
• C_L = 1000 пФ;
• V_SS = COM;
• V_B – V_S = V_DD – V_SS = V_CC – COM = 15 В.

Таблица 4. Динамические электрические характеристики PN7113 и xx211x

Статические электрические характеристики

Если не указано иное, значения в таблице 5 приводятся для следующих условий:

• T_A = 25°C;
• C_L = 1000 пФ;
• V_SS = COM;
• V_B – V_S = V_DD – V_SS = V_CC – COM = 15 В.

Величины входных напряжений и токов измеряются относительно вывода V_SS и принадлежат трем цифровым входам (HIN, LIN, SD). Падение напряжения на выходных транзисторах драйверов указано при I_o = 0 А.

Таблица 5. Статические электрические характеристики PN7113 и xx211x

На складе КОМПЭЛ в наличии драйверы PN7113SW-B1 в широком корпусе SOP16W, которые полностью Pin-to-Pin-совместимы с аналогами в таком же корпусном исполнении: xx2110S, xx2113S и xx2112S, что обеспечивает максимальное удобство при проектировании и модернизации существующих решений.

Дополнительная литература

1. Managing Transients in Control IC Driven Power Stages