IR emitter
Смотреть что такое «IR emitter» в других словарях:
Emitter Coupled Logic — Pour les articles homonymes, voir ECL. Emitter Coupled Logic ou Logique à émetteurs couplés (ECL) est une technologie permettant un niveau de performances supérieur à la technologie TTL moyennant une consommation bien plus importante. Pour la… … Wikipédia en Français
Emitter-coupled logic — Saltar a navegación, búsqueda Emitter Coupled Logic (lógica de emisores acoplados) pertenece a la familia de circuitos MSI implementada con tecnología bipolar; es la más rápida disponible dentro de los circuitos de tipo MSI. Contenido 1 Historia… … Wikipedia Español
Emitter — oder Emittent (lat. emittere „ausschicken“) steht für: die Quelle einer Strahlung oder eines Teilchenflusses, siehe Emission (Physik) nur Emitter: einen der drei Anschlüsse eines Bipolartransistors nur Emittent: den Verursacher einer… … Deutsch Wikipedia
Emitter Coupled Logic — [engl.], Emitter gekoppelte Logik … Universal-Lexikon
Emitter-gekoppelte Logik — Emitter gekoppelte Logik, Schaltung aus zwei oder drei Transistoren, deren Emitter über einen Widerstand gekoppelt sind. Die Schaltung bewirkt, dass jeweils nur ein Transistor den Strom durchlässt, während der oder die anderen sperren. Eine… … Universal-Lexikon
emitter — [ē mit′ər, i mit′ər] n. 1. one that emits; specif., a substance that emits particles [a beta emitter] 2. in some transistors, the region or layer of semiconductor material, acting as an electrode, that sends electric current to the base … English World dictionary
Emitter-coupled logic — Motorola ECL 10,000 basic gate circuit diagram[1] In electronics, emitter coupled logic (ECL), is a logic family that achieves high speed by using an overdriven BJT differential amplifier with single ended input, whose emitter current is limited… … Wikipedia
Emitter — An emitter may be: Radioactive emitter In general A device used to exude any signal, beacon, light, odor, liquid, fragrance, ionizing particles or any other type of signal. In horticulture … Wikipedia
Emitter-Basis-Übergang — emiterio sandūra statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. emitter junction; emitter base junction vok. Emitter Basis Übergang, m; Emitterübergang, m rus. переход эмиттер база, m; эмиттерный переход, m pranc. jonction émetteur base, f … Automatikos terminų žodynas
emitter junction — emiterio sandūra statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. emitter junction; emitter base junction vok. Emitter Basis Übergang, m; Emitterübergang, m rus. переход эмиттер база, m; эмиттерный переход, m pranc. jonction émetteur base, f … Automatikos terminų žodynas
Ir emitter что это
IR Emitter предлагает большой ассортимент инфракрасных излучателей для управления техникой.
Название
IR Emitter, как только не называют: ИК, ИК глазок, ИК излучатель, ИК эмиттер, эмиттер, излучатель, инфракрасный излучатель, глазок, ИК управление, инфракрасное управление. Всё это IR Emitter.
Применение
IR Emitter предназначен для управления техникой по инфракрасному каналу.
В наше время каждая современная электронная аппаратура имеет пульт дистанционного управления. Данный пульт, работает по средством инфракрасного излучения в качестве способа передачи информации.
ИК пульты используются в таких приборах, как телевизор, проектор, спутниковый ресивер, Blu-ray плеер, DVD, ресивер, кондиционер, вентилятор, выключатели освещения.
Применение в умном доме
IR Emitter незаменимое устройство при создание систем умный дом и систем мультирум.
К центральному процессору управления системой умный дом подключаются ик эмиттеры, которые в свою очередь прикрепляются к источникам управления: телевизору, проектору, ресиверу, Blu-ray плееру, к любым устройствам, управляемым по инфракрасному сигналу. Теперь управление легкое и простое, не нужно больше направлять пульт на телевизор, ресивер и плеер. Один универсальный пульт, iPad или телефон справится с управлением всей Вашей домашней системой. От центрального процессора идут сигналы к управляемым устройствам и при помощи универсального пульта Вы управляете умным домом.
Использование в системах умный дом
ИК излучатели используются во всех системах умный дом.
ИК излучатели RTI, ИК излучатели Crestron, ИК излучатели Control4, ИК излучатели Russound, ИК излучатели PhilipsPronto, ИК излучатели Iridium и другие.
Виды IR Emitter
Полупроводниковый диод
История открытия инфракрасного излучения
Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Занимаясь исследованием Солнца, Гершель искал способ уменьшения нагрева инструмента, с помощью которого велись наблюдения. Определяя с помощью термометров действия разных участков видимого спектра, Гершель обнаружил, что «максимум тепла» лежит за насыщенным красным цветом и, возможно, «за видимым преломлением». Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения.
Раньше лабораторными источниками инфракрасного излучения служили исключительно раскалённые тела либо электрические разряды в газах. Сейчас на основе твердотельных и молекулярных газовых лазеров созданы современные источники инфракрасного излучения с регулируемой или фиксированной частотой. Для регистрации излучения в ближней инфракрасной-области (до
1,3 мкм) используются специальные фотопластинки. Более широким диапазоном чувствительности (примерно до 25 мкм) обладают фотоэлектрические детекторы и фоторезисторы. Излучение в дальней ИК-области регистрируется болометрами — детекторами, чувствительными к нагреву инфракрасным излучением.
ИК-аппаратура находит широкое применение как в военной технике (например, для наведения ракет), так и в гражданской (например, в волоконно-оптических системах связи). В качестве оптических элементов в ИК-спектрометрах используются либо линзы и призмы, либо дифракционные решётки и зеркала. Чтобы исключить поглощение излучения в воздухе, спектрометры для дальней ИК-области изготавливаются в вакуумном варианте.
Поскольку инфракрасные спектры связаны с вращательными и колебательными движениями в молекуле, а также с электронными переходами в атомах и молекулах, ИК-спектроскопия позволяет получать важные сведения о строении атомов и молекул, а также о зонной структуре кристаллов.
Наводим порядок: ИК-удлиннитель/повторитель для AV-техники
ИК-удлиннитель — очень полезная штука, если хочется спрятать часть AV-техники с глаз долой.
Принцип работы исключительно простой: фотоприемник, который остается снаружи, ловит сигнал пульта и ровно в том же виде отправляет его на излучатель, который крепится напротив фотоприемника аппаратуры.
Подходит, разумеется, нет только для AV, а вообще для любой техники, которая управляется по ИК*.
Выглядит удлиннитель/повторитель вот таким образом:
Прислали в пакетике, пакетик — в конвертике. Все, тем не менее, живое
Видно, что у него три основные части: крошечный излучатель, средних размеров фотоприемник и провод питания с разъемом USB. Длина провода от приемника до излучателя — около 2.5 м, длина кабеля питания — 1.7 — 1.8 м.
В фотоприемнике также есть двухцветный светодиод-индикатор работы. В режиме ожидания он светится зеленым, во время приема команды с пульта — мигает красным. Что хорошо: во-первых, не синий, как принято у китайцев, во-вторых, неяркий, поэтому не отвлекает и не раздражает.
Фотоприемник. Темная область — ИК-прозрачная, за ней расположен фотоприемник. А выше — светодиодный индикатор
На корпусах излучателя и фотоприемника наклеен двусторонний скотч, с помощью которого выполняется их крепление в нужных местах.
Излучатель крепится скотчем напротив фотоприемника устройства, и для этого в скотче — отверстие под излучающий диод
Также бывают «многоголовые» разновидности удлиннителей. Т.е. приемник все равно один, зато излучателей — несколько. Полезно, если нужно управлять по ИК несколькими устройствами, «спрятанными» в одном месте.
Меня вполне устраивал одноголовый вариант, поскольку кроме медиаплеера прятать нечего. А его я хотел переместить за телевизор, в основном, чтобы было проще убираться.
Установка, если это можно так назвать, выглядит следующим образом.
Плеер теперь живет за телевизором
Резюме: цель достигнута, плеер за телевизором, управление полностью сохранено, а убираться проще. Ну визуально стало немного легче. Цена вопроса — копейки.
* есть, наверное, специфические модели аппаратуры с нестандартной несущей частотой ИК-управления, но мне думается, что это больше экзотика, чем практика. Поэтому удлиннитель можно считать универсальным.
Седьмое поколение IGBT от IR: снизим потери при переключении
Основной вопрос, который возникает у разработчиков, не применявших ранее IGBT — в каком случае применять их, а где стоит использовать классические MOSFET. Для того, чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо провести аналогию между параметрами IGBT и MOSFET. Итак, рассмотрим основные параметры транзисторов, их функциональное соответствие и типичные значения.
VECS (Collector-to-Emitter Breakdown Voltage) — максимально-допустимое напряжение «коллектор-эмиттер». Является аналогом параметра VDS MOSFET-транзисторов. Значение этого параметра для IGBT находится в пределах 300…1500 В.
IC (Continuous Collector Current) — максимальный ток коллектора, аналог тока стока ID. Диапазон значений для IGBT — 10…200 А.
VGE (Gate-to-Emitter Voltage) — максимально допустимое напряжение «затвор-эмиттер», аналог параметра VGS. Значения VGE находятся в пределах ±20… ±30 В.
VCE(on) (Collector-to-Emitter Saturation Voltage) — напряжение насыщения «коллектор-эмиттер», определяет потери проводимости в транзисторе, аналог Rds(on) для MOSFET. Диапазон значений VCE(on) 1,0…2,5 В.
Ets (Total Switching Loss) — полные потери на переключения транзистора (измеряется в мкДж). Аналогом у MOSFET является заряд затвора Qg.
Pd (Maximum Power Dissipation) — максимально возможная рассеиваемая мощность. Как и в случае MOSFET-транзисторов, значение данного параметра в значительной степени определяется типом корпуса транзистора.
Особенностью IGBT-транзисторов является снижение значений параметра, являющегося эквивалентом сопротивления канала MOSFET с увеличением тока, протекающего в IGBT-транзисторе. Воспользуемся конкретным примером сравнения двух различных MOSFET с IGBT, наглядно проиллюстрированном на рис. 1.
Рис. 1. Сравнение IGBT и MOSFET для различных рабочих токов
Из графика видно, что при токах свыше 33 А значение эквивалента Rds(on) становится ниже реальных значений Rds(on) для MOSFET с напряжением 150 В, что позволяет получить дополнительную эффективность при использовании IGBT. В случае использования MOSFET с напряжением 200 В при любых токах потери в IGBT-транзисторе значительно ниже.
Однако наравне с выделенными выше преимуществами IGBT-транзисторы проигрывают MOSFET по быстродействию. В отличие от MOSFET, способных работать на частотах в несколько мегагерц, пределом IGBT является порог в 30…40 кГц с существенным ухудшением токовой характеристики на частотах более 20 кГц. Данный факт иллюстрирует рисунок 2.
Рис. 2. Сравнение рабочих токов IGBT и MOSFET на различных частотах
Классификация IGBT компании IR
В зависимости от применяемой технологии изготовления все IGBT-транзисторы компании IR можно разделить на четыре поколения — G4…G7, топология которых приведена на рисунке 3.
Рис. 3. Топология различных поколений IGBT
Применение различных технологий производства позволяет добиться требуемого соотношения основных параметров транзисторов, что определяет их области применения. Как видно на рисунке, наряду с улучшенными характеристиками новые поколения транзисторов обладают и большей стоимостью. Это связано с увеличением общего числа слоев в структуре транзистора, а также усложнением технологических процессов их создания.
Качественную оценку основных характеристик транзисторов на напряжение 1200 В можно сделать, исходя из рис. 4.
Рис. 4. VCE(on) vs. Ets для различных поколений транзисторов
Из рисунка видно, что переход от поколения G4, изготавливаемого по punch-through (PT) технологии, к G5, изготавливаемому по non-punch-through (NPT) технологии, сопровождается девятикратным уменьшением потерь на переключение (параметр Ets) и увеличением потерь на проводимость в 1,5 раза. Таким образом, поколение G5 больше подходит для применения в схемах с более высокими рабочими частотами, чем G4.
Переход к новым технологиям FS Trench (G6) и Epi-Trench (G7), позволил создать IGBT, которые совмещают в себе достоинства предыдущих поколений и обладают низкими значениями Ets без увеличения потерь проводимости. Кроме того, падение рабочего тока транзистора с увеличением частоты у нового поколения G7 выражено не так ярко, как у транзисторов предыдущих поколений или у IGBT-транзисторов других производителей. Эти выводы можно сделать из рисунка 5, на котором приведена зависимость тока от частоты переключения для различных семейств транзисторов.
Рис. 5. VCE(on) vs. Ets для различных поколений транзисторов
Представленные поколения широко представлены на рынке электронных компонентов и перекрывают практически все области применения IGBT (см. таблицу 1).
Таблица 1. IGBT разных технологий
| PT | NPT | FS Trench | Epi Trench | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S | F | U | W | K | U | W | K | K | U | S | F | U | |
| Приборостроение | X | X | X | X | X | X | X | X | |||||
| Пром. Двигатели | X | X | X | ||||||||||
| ККМ | X | X | X | X | |||||||||
| ИБП | X | X | X | X | X | X | X | X | |||||
| Солнечные батареи | X | X | X | X | X | X | X | X | |||||
| Сварка | X | X | X | X | X | X | |||||||
| Индукционный нагрев | X | X | X | ||||||||||
| Интерфейсы | X | X | |||||||||||
| Источники питания | X | X | X | X | X | X | |||||||
| * красным цветом выделены изделия, находящиеся в разработке. | |||||||||||||
Строка, расположенная ниже обозначения технологий изготовления транзисторов, определяет тип транзистора с точки зрения его частотных характеристик. Максимальные рабочие частоты, а также значения параметров VCE(on) и Ets для каждой группы можно найти в таблице 2.
Таблица 2. Частотные характеристики IGBT
| Название группы | Литера | Fsw, кГц | Vce(on), В | Ets, мДж |
|---|---|---|---|---|
| Стандарт (Standart) | S | 1,2 | 6,95 | |
| Быстрые (Fast) | F | 1…8 | 1,4 | 2,96 |
| Ультрабыстрые (Ultrafast) | U | 8…30 | 1,7 | 1,1 |
| Сверхбыстрые (Warp) | W | >30 | 2,05 | 0,34 |
Литера «К» в таблице 1 обозначает не скоростную группу транзистора, а служит отметкой о способности транзистора сохранять работоспособность в условиях короткого замыкания (Sort Circuit Safe Operation Area — SCSOA). Данный термин введен компанией IR для транзисторов, которые имеют дополнительную защиту против короткого замыкания. Данное свойство является крайне полезным при работе транзисторов на удаленную индуктивную нагрузку (двигатель). В этих условиях длинные линии подвержены сильным внешним помехам и случайным механическим повреждениям, которые могут привести к короткому замыканию выводов транзистора.
IR предлагает три степени защиты IGBT от короткого замыкания, которые определяются допустимой длительностью состояния КЗ (10 мкс, 6 мкс, 3 мкс), при котором, транзистор сохраняет работоспособность после устранения условий КЗ. Наличие подобной защиты приводит к незначительному (0,1…0,2 В) увеличению параметра VCE(on).
Новинки в семействе G7
Компания IR постоянно совершенствует IGBT как на уровне улучшения характеристик кристаллов, так и путем внедрения инновационных технологий корпусирования. Новая номенклатура транзисторов седьмого поколения, которые будут доступны в скором времени, приведена в таблице 3.
Таблица 3. Частотные характеристики IGBT
| Наименование | Напр., В | Ic (ном) А | VCE(ON), В | Скорость | Применение |
|---|---|---|---|---|---|
| IRG7PC35SD | 600 | 40 | 1,2 | Стандарт | 50/60Гц |
| IRG7PC50SD | 90 | 1,2 | |||
| IRGC4271B | 650 | 75 | 1,7 | Ультра-быстрые, SCSOA | ИБП, солн. бат., сварка, инд. нагрев |
| IRGC4273B | 100 | 1,7 | |||
| IRGC4274B | 150 | 1,7 | |||
| IRGC4275B | 200 | 1,7 | |||
| IRG7CH54K10B-R | 1200 | 50 | 1,8 | Ультра-быстрые, SCSOA | Промышленные двигатели |
| IRG7CH75K10B-R | 100 | 1,9 | |||
| IRG7CH81K10B-R | 150 | 1,95 | |||
| IRG7CH73UB-R | 75 | 1,7 | Ультра-быстрые | ИБП, солн. бат., сварка | |
| IRG7CH75UB-R | 100 | 1.7 | |||
| IRG7CH81UB-R | 150 | 1.7 |
Номенклатура транзисторов G7 напряжением на 1200 В представлена в таблице 4. Все транзисторы данной категории являются ультрабыстрыми, нормированы на ток от 20 до 50 А и находят применение в источниках бесперебойного питания, повышающих преобразователях напряжения и системах индукционного нагрева.
Таблица 4. IGBT G7 на напряжение 1200В
| Наименование | Напр., В | Ic (ном) А | VCE(ON), В | Скорость | Применеие |
|---|---|---|---|---|---|
| IRG7PC35UD1-EP | 1200 | 20 | 1,8 | Ультрабыстрые | Индукц. нагр.* |
| IRG7PC35UD1PBF | |||||
| IRG7PC35UD-EP | ИБП*, СБ* | ||||
| IRG7PC35UDPBF | |||||
| IRG7PHC35U-EP | Повыш. преобр.* | ||||
| IRG7PH35UPBF | |||||
| IRG7PH42UD1-EP | 30 | 1,7 | Ультрабыстрые | Индукц. нагр. | |
| IRG7PH42UD1PBF | |||||
| IRG7PH42U-EP | ИБП, СБ | ||||
| IRG7PH42UPBF | |||||
| IRG7PH42UD-EP | Повыш. преобр. | ||||
| IRG7PH42UDPBF | |||||
| IRG7PH46UD-EP | 40 | 1,7 | Ультрабыстрые | ИБП, СБ | |
| IRG7PH46UDPBF | |||||
| IRG7PH46U-EP | Повыш. преобр. | ||||
| IRG7PH46UPBF | |||||
| IRG7PSH50UDPBF | 50 | 1,7 | Ультрабыстрые | ИБП, СБ | |
| IRG7PH50U-EP | Повыш. преобр. | ||||
| IRG7PH50UPBF | |||||
| * ИБП — источники бесперебойного питания * СБ — солнечные батареи * Повыш. преобр. — повышающий преобразователь * Индукц. нагр. – индукционный нагрев | |||||
Для расшифровки наименования транзисторов можно воспользоваться справочником по системе нумерации, приведенным на рис. 6.
Рис. 6. Система наименований IGBT G6 и G7
Области применения IGBT-транзисторов G6 и G7
Как видно из таблиц 3 и 4, основными областями применения IGBT-транзисторов седьмого поколения являются корректоры коэффициента мощности, инверторы, драйверы моторов и сварочные аппараты.
Корректоры коэффициента мощности
Использование IGBT в схемах ККМ рекомендуется при выходных мощностях свыше 1 кВт. Рабочие частоты схемы составляют 20…25 кГц, что определяет скоростные характеристики транзисторов. Применение 600 В IGBT-транзисторов типов U и W вместо классических MOSFET позволяет добиться уменьшения потерь более чем на 50%.
На рисунке 7 приведены зависимости максимального выходного тока IGBT, работающих в корректоре коэффициента мощности, от частоты переключения. Очевидно преимущество нового семейства на частотах до 50 кГц.
Рис. 7. Кривые тока IGBT и их характеристики при работе в схеме ККМ
Инверторы
Функциональные схемы инверторов приведены на рисунке 8.
Рис. 8. Функциональные схемы полномостового (а), NPC (neutral point clamped) (б) и полумостового (в) инверторов
Первые два типа схем применяются при напряжении шины питания ±400 В и мощностью до 3 кВт (а) и более 3 кВт (б). Транзисторы для данной схемы могут иметь рабочее напряжение 600 В. Переключение разных плечей в схеме (а) осуществляется с различными частотами: верхнее плечо — 20 кГц, нижнее — 50 или 60 Гц (определяется частотой электросети). Поэтому требуется использовать транзисторы различных частотных характеристик, например групп U и S.
Полумостовая (в) схема применяется при напряжении шины питания ±600 В и выходных мощностях более 3 кВт. В этом случае переключение транзисторов осуществляется на частоте 20 кГц, и в схему следует устанавливать транзисторы с напряжением 1200 В группы U. Транзисторы G7, изготовленные по Epi-Trench-технологии, оптимизированны специально под применение в составе инверторных схем, в которых необходимо обеспечение минимальных значений VCE(on) и Ets.
Сварочные аппараты
Сварочные аппараты подразделяются на две группы по типу выходного тока: с постоянным или с переменным. Функциональные схемы данных аппаратов приведены на рисунке 9.
Рис. 9. Функциональная схема сварочного аппарата постоянного (а) и переменного (б) тока
Аппараты состоит из полномостового ИП и выходного инвертора (только в структуре (б)), принцип работы которых мы рассмотрели выше. Выбор транзисторов осуществляется по аналогичным критериям.
Системы управления двигателем
Условия работы транзисторов в системах управления двигателем (индуктивная нагрузка) отличаются от рассмотренных выше примеров. И если в схеме ККМ IGBT G6 /G7 проигрывали своим предшественникам на высоких частотах, то при управлении двигателем картина несколько меняется, что иллюстрируется рисунком 10.
Рис. 10. Кривые тока фазы и характеристики IGBT при работе в схеме управления двигателем
Если взять за основу технологии изготовления транзисторов и проанализировать графики, то можно заключить, что:
Драйвера IGBT
Для правильного обеспечения закрытия и открытия IGBT-транзисторов необходимо применение специальных высоковольтных микросхем-драйверов (HVIC — High Voltage Integrated Circuit). Они позволяют создать требуемый перепад напряжения между коллектором, находящимся под напряжением несколько сотен вольт, и затвором. Кроме того, драйвера обеспечивают высокий ток (несколько ампер) для быстрой перезарядки паразитных емкостей транзистора, что обеспечивает меньшие потери энергии при переключении транзисторов.
Компания IR предоставляет широкий спектр драйверов IGBT-транзисторов, которые рассчитаны на различное число управляющих каналов (как входных, так и выходных). Самые простые из них — одноканальные микросхемы, предназначенные для управления одним транзистором в составе ККМ, а самые сложные (семиканальные) — способны управлять всеми транзисторами, входящими в состав схем управления двигателями или многофазными инверторами. Драйверы рассчитаны на различные управляющие напряжения и токи затворов транзисторов.
В таблице 5 приведены характеристики и особые функции двухканальных драйверов. Красным цветом выделены позиции, планируемые к выпуску.
Таблица 5. Двухканальные драйверы и их характеристики
Для удобства потребителей наименование микросхем драйверов подчинено системе (part numbering system), представленной на рис. 11.
Рис. 11. Система партнамберов IGBT-драйверов
Заключение
Седьмое поколение (Gen7) IGBT от компании International Rectifier совмещает в себе низкие значения VCE(on) и Ets, что позволяет использовать их как в «быстрых», так и в «медленных» частях электрических схем, добиваясь высокого КПД при узкой номенклатуре применяемых компонентов.
Компания КОМПЭЛ является официальным дистрибьютором IR, и в нашем параметрическом каталоге по адресу http://catalog.compel.ru/igbt/list, вы можете найти подходящий по параметрам IGBT-транзистор, просмотреть документацию и получить информацию о наличии на складе и цене конкретного IGBT.
Литература
1. VolkerSchendel, Harald Reichert. Материалы семинара IGBTs & Gate Driver ICs», IR, 2011 г.
