1. Giới thiệu 2ED020I12-FI
IC 2ED020I12-FI (Infineon Technologies) là mạch driver hai kênh (dual-channel gate driver) chuyên dùng để điều khiển IGBT hoặc MOSFET công suất cao, hoạt động ở hai phía:
-
High side (cực cao)
-
Low side (cực thấp)
IC này giúp cách ly tín hiệu điều khiển logic (từ vi điều khiển hoặc IC PWM) với tầng công suất cao, đồng thời cung cấp dòng kích lớn để đóng/ngắt nhanh IGBT/MOSFET.
Dòng 2ED020I12-FI được thiết kế cho bộ nghịch lưu (inverter), bộ nguồn xung (SMPS), motor driver, UPS, biến tần công nghiệp và các ứng dụng điều khiển công suất 600–1200 V.
2. Cấu tạo 2ED020I12-FI
Bên trong IC gồm 2 mạch driver độc lập:
-
Mạch driver high side (OutH): kích IGBT phía cao áp.
-
Mạch driver low side (OutL): kích IGBT phía thấp áp.
-
Mạch logic điều khiển nhận tín hiệu từ vi điều khiển.
-
Mạch bảo vệ shutdown (SD) bảo vệ quá dòng/quá áp.
-
Mạch khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier – OP) tích hợp để xử lý tín hiệu hồi tiếp.
-
Mạch so sánh (Comparator – CP) để so sánh điện áp giám sát hoặc bảo vệ.
Tất cả được tích hợp trong một IC có cách ly nội và mạch bảo vệ hoàn chỉnh.
3. Thông số kỹ thuật 2ED020I12-FI
Thông số | Giá trị điển hình |
---|---|
Điện áp nguồn Low side (VSL) | 12 – 20 V |
Điện áp nguồn High side (VSH) | 12 – 20 V |
Điện áp logic điều khiển | 5 V (TTL/CMOS compatible) |
Dòng kích tối đa | ±2 A (peak) |
Điện áp chịu được giữa High và Low side | Lên đến 1200 V |
Nhiệt độ hoạt động | –40 °C → +125 °C |
Kiểu vỏ | SOP-18 (hoặc DSO-20) |
Thời gian chuyển mạch (ton/toff) | < 200 ns |
Chức năng bảo vệ | Shutdown, cách ly logic, bảo vệ quá áp/quá dòng |
4. Sơ đồ chân và chức năng 2ED020I12-FI
Chân | Ký hiệu | Chức năng chi tiết |
---|---|---|
1 | InH | Tín hiệu điều khiển High-side driver (mức logic 0/1 từ vi điều khiển) |
2 | InL | Tín hiệu điều khiển Low-side driver |
3 | SD | Chân shutdown – mức logic thấp ngắt cả hai kênh driver (bảo vệ) |
4 | GND | Mass chung cho mạch điều khiển logic |
5 | CPO | Ngõ ra open collector của bộ so sánh (Comparator) tích hợp |
6 | CP– | Ngõ vào đảo (–) của bộ Comparator |
7 | CP+ | Ngõ vào không đảo (+) của bộ Comparator |
8 | OPO | Ngõ ra của bộ khuếch đại thuật toán (OP-Amp) tích hợp |
9 | OP– | Ngõ vào đảo (–) của OP-Amp |
10 | OP+ | Ngõ vào không đảo (+) của OP-Amp |
11 | GNDL | Mass của tầng Low-side driver |
12 | OutL | Ngõ ra điều khiển gate IGBT Low side |
13 | VSL | Nguồn cung cấp cho Low-side driver (thường 15 V) |
14 | n.c. | Không kết nối (no connection) |
15 | n.e. | Không tồn tại chân (not existing) |
16 | n.e. | Không tồn tại chân |
17 | GNDH | Mass của tầng High-side driver |
18 | VSH | Nguồn cung cấp cho High-side driver (thường 15 V, cách ly với VSL) |
19 | OutH | Ngõ ra điều khiển gate IGBT High side |
20 | GNDH | Mass phụ của high-side (thường nối chung với chân 17 nội bộ) |
5. Chức năng linh kiện 2ED020I12-FI
-
Cách ly và khuếch đại tín hiệu điều khiển: Giúp vi điều khiển (5V logic) điều khiển trực tiếp các IGBT ở mức điện áp cao (400–1200V).
-
Cung cấp dòng kích mạnh: Đóng/ngắt IGBT nhanh, giảm tổn hao chuyển mạch.
-
Bảo vệ shutdown: Tự động ngắt khi có tín hiệu lỗi hoặc quá dòng.
-
Tích hợp comparator và OP-Amp: Dùng để giám sát điện áp, dòng hoặc điều khiển vòng phản hồi.
-
Hoạt động đồng thời hai kênh: Có thể dùng cho nửa cầu (half-bridge) hoặc toàn cầu (full-bridge).
6. Ứng dụng của 2ED020I12-FI
-
Bộ nghịch lưu công suất cao (Inverter 3 pha, biến tần)
-
Điều khiển động cơ AC, BLDC, PMSM
-
Nguồn xung DC-DC, UPS
-
Hệ thống năng lượng mặt trời (solar inverter)
-
Bộ điều khiển công suất cao (PFC, SMPS)
-
Mạch điều khiển cổng IGBT hoặc MOSFET ở điện áp cao
7. Kích thước vỏ (Package)
-
Loại vỏ: SOP-18 / DSO-20 (SMT).
-
Chiều dài: ~12.8 mm
-
Chiều rộng: ~7.5 mm
-
Bước chân (Pitch): 1.27 mm
-
Chiều cao: ~2.5 mm
-
Số chân: 18 (trên thực tế có thể có 20 vị trí, trong đó 2 không tồn tại).
8. Cách đo kiểm tra sống/chết 2ED020I12-FI
🔹 Dụng cụ:
-
Đồng hồ số (vôn kế/ohm kế).
-
Nguồn 15VDC.
-
Tín hiệu logic mô phỏng (0–5V).
🔹 Các bước:
-
Kiểm tra nguồn:
-
Đo giữa VSL (chân 13) và GNDL (chân 11): khoảng 15V.
-
Đo giữa VSH (chân 18) và GNDH (chân 17): khoảng 15V.
-
Nếu điện trở nội quá thấp (< 50 Ω) → IC hỏng nguồn.
-
-
Kiểm tra phản ứng logic:
-
Cấp tín hiệu logic 0–5V vào InL và InH.
-
Quan sát OutL và OutH bằng oscilloscope hoặc LED test (qua điện trở).
-
Nếu ngõ ra thay đổi đúng pha → driver còn tốt.
-
-
Kiểm tra chân SD (shutdown):
-
Kéo chân SD xuống GND → cả hai ngõ ra OutH và OutL phải tắt (về 0V).
-
Nếu vẫn có tín hiệu → lỗi logic hoặc mạch shutdown hỏng.
-
-
Kiểm tra mạch OP/Comparator:
-
Cấp tín hiệu điện áp nhỏ vào CP+/CP– và OP+/OP– để xem phản ứng tại CPO hoặc OPO.
-
-
Dấu hiệu hỏng:
-
Không có tín hiệu tại OutL/OutH dù đã có InL/InH.
-
IC nóng bất thường.
-
Có chập giữa chân nguồn và mass.
-