Controlul comutatoarelor de alimentare MOSFET și IGBT. Drivere ale tranzistoarelor de putere Selectarea driverelor și diversitatea acestora

Driverul este un amplificator de presiune și este destinat controlului direct al tastei de pornire (sau altor taste) a dispozitivului. Este responsabilitatea dumneavoastră să furnizați un semnal puternic pentru tensiune și tensiune și, dacă este necesar, să vă asigurați funcționarea potențială.

La alegerea unui driver, este necesar să se potrivească parametrii de ieșire cu parametrii de intrare ai presostatului (tranzistor MOSFET, IGBT).

1. Tranzistor MOS IGBT - atunci când este utilizat, acoperit cu tensiune, pentru a crește tensiunea de intrare la nivelul optim (12-15 V), este necesar să se asigure o sarcină pozitivă în lentila porții.

3. Pentru a schimba fluiditatea liniei de acumulare și a schimba tranzitorii dinamici, este necesar să îndepărtați suporturile ulterioare ale șnurului obturatorului.

Driverele pentru convertirea circuitelor pliabile conțin un număr mare de elemente, astfel încât acestea sunt produse sub formă de circuite integrate. Aceste microcircuite, pe lângă forță, conțin și șnururile nivelului reluat, logica suplimentară, șnururile blocatorului pentru modelarea orei „moarte”, precum și o serie de opriri, de exemplu, cum ar fi inversarea de-a lungul flux și pentru o perioadă scurtă de timp stres, stres scăzut și o serie de altele. O mare varietate de companii produc o serie de game funcționale: drivere ale cheii inferioare ale circuitelor de punte, drivere ale cheii superioare ale circuitelor de punte, drivere ale tastelor superioare și inferioare cu controale independente ale pielii, drivere overbridge, care Adesea, utilizați un singur dispozitiv a cărui intrare și poate fi selectată pentru legea de control simetric, driver pentru utilizare cu tranzistoare cu circuit de punte.

O diagramă tipică pentru pornirea driverului pentru tastele superioare și inferioare de la International Rectifier IR2110 cu principiul bootstrap este prezentată în Fig. 3.1, a. Gestionarea ambelor chei este independentă. Vidmіnniy șoferilor danezi ai aceluiași Polega în unul, IR2110 a introdus schema pre-Dodatkov de rescriere a iacului rivnya în Nizhnoma, deci canalele superioare și rodlita din spatele râurilor Logіki naprii Zhilnna Dreiver. Există, de asemenea, o protecție împotriva tensiunii reduse a șoferului și a reactorului de înaltă tensiune, care „plutește”.

Condensatoarele C D, C sunt proiectate pentru a suprima tranzitorii de înaltă frecvență de-a lungul circuitelor logicii și driverului. Dispozitivul plutitor de înaltă tensiune este echipat cu un condensator C1 și o diodă VD1 (dispozitiv bootstrap).

Ieșirile driverului sunt conectate la tranzistoarele de putere folosind rezistențele de poartă R G1 și R G2.

Motoarele de conducere ale Prowcributions pentru plângerea lui Polovikh Eleemen I Sumarn, care urmează să fie punctate la conducere, sunt nesemnificative, apoi iac jerelo este cascada vicoristului, condensatorul C1, încărcarea lui Jerelle, Zhilnnya U Pit prin frecvența de salt dіodniy dіodni dioda dіoda dioda dioda diode diode. Condensatorul C1 și dioda VD1 creează împreună o sursă de alimentare „plutitoare” de înaltă tensiune, utilizată pentru conectarea tranzistorului superior VT1 al stâlpului podului. Dacă tranzistorul inferior VT2 conduce fluxul, atunci tura tranzistorului superior VT1 este conectată la capătul frontal, dioda VD1 este deschisă și condensatorul C1 este încărcat la tensiunea U C1 = U PIT - U VD1. Cu toate acestea, atunci când tranzistorul inferior trece la starea închisă și tranzistorul superior VT1 începe să se deschidă (Fig. 3.1), dioda VD1 apare sub tensiunea de poartă a circuitului de alimentare. Ca rezultat, treapta de ieșire a driverului începe să trăiască inclusiv cu șirul de descărcare al condensatorului C1. Astfel, condensatorul C1 „plimbă” în mod constant între firul exterior al circuitului și firul sursei de alimentare (punctul 1).

Când instalați driverul IR2110 cu durata de viață a bootstrapului, este deosebit de important să vă concentrați pe selectarea elementelor reactorului de înaltă tensiune care „plutește”. Dioda VD1 este responsabilă pentru generarea unei tensiuni de retur mare (datorită sursei de alimentare a circuitului), curentul continuu admis este de aproximativ 1 A, ora de reînnoire este t rr = 10-100 ns, deci este comutabil. Literatura recomandă dioda SF28 (600 V, 2 A, 35 ns), precum și UF 4004 ... UF 4007, UF 5404 ... UF 5408, HER 105 ... HER 108, HER 205 ... HER 208 diode și alte clase.

Circuitul driver este proiectat în așa fel încât un nivel logic ridicat al semnalului la orice intrare HIN și LIN este indicat de același nivel la ieșirea sa HO și LO (div. Fig. 3.1, driver-mod comun). Nivelul înalt al semnalului logic la intrarea SD este declanșat până când tranzistoarele stau puntea se închid.

Acest microcircuit este complet potrivit pentru conectarea comutatoarelor cu invertor cu reglarea tensiunii de ieșire PWM. În acest caz, este necesar să ne amintim că în sistemul de control este necesar să se transfere întârzierile de timp (ora moartă) pentru a evita scurgerea fluxurilor la comutarea tranzistoarelor suportului de punte (VT1, VT2 și VT3, VT4, Fig. 1 .1).

Capacitatea C1 este capacitatea bootstrap, valoarea minimă care poate fi calculată folosind formula:

de Q 3- Mărimea sarcinii obturatorului tastei de apăsare (valoarea dovidkova);

eu mângâiesc- Strum al șoferului în modul static (valoarea anterioară, în funcție de eu mângâiesc≈ I G c t apăsarea tastei);

Î 1– modificarea ciclică a încărcăturii șoferului (pentru driverele de 500-600 volți 5 nK);

V p- Tensiunea circuitelor driverului;

- Căderea de tensiune pe dioda bootstrap VD1;

T- Perioada de comutare a tastelor apăsate.

Fig.3.1. Schema de circuit tipică pentru pornirea driverului IR2110 (a) și diagramele de ceas ale semnalelor sale la intrările și ieșirile (b)

V DD – hardware logic de microcircuit;

V SS - punctul de plecare al părții logice a șoferului;

HIN, LIN – semnale de intrare logice, care sunt efectuate de tranzistoarele superioare și inferioare;

SD – intrare logică pentru conectarea driverului;

V CC – tensiunea driverului;

COM - polul negativ al dzherela zhivilnya V CC;

HO, LO – semnale de ieșire ale driverului, care sunt conectate prin tranzistoarele superioare și inferioare;

V B - tensiunea dispozitivului „plutitor” de înaltă tensiune;

V S este punctul ceresc al polului negativ al dzherelului „plutitor” de înaltă tensiune.

La selectarea valorii capacității bootstrap, este necesar să o măriți de 10-15 ori (calculați în intervalul 0,1-1 µF). Vine cu o capacitate de înaltă frecvență și un flux de curent scăzut (în mod ideal, tantal).

Rezistoarele RG 1, R G 2 indică ora de pornire a tranzistoarelor de tensiune, iar diodele VD G 1 și VD G 2 rezistoare șunt modifică ora de pornire la valori minime. Rezistoarele R 1 R 2 sunt de valoare mică (până la 0,5 Ohm) și se determină distribuția suporturilor ohmice ale magistralei de control extern (ca presostat - o conexiune paralelă a tranzistoarelor de presiune mai mică).

Atunci când alegeți un driver pentru tranzistoare de putere, trebuie să luați în considerare:

1. Legea controlului tranzistorilor de presare:

Pentru legea simetrică sunt potrivite driverele tastelor superioare și inferioare și driverele navmosților;

Pentru o lege asimetrică, aveți nevoie de drivere ale tastelor superioare și inferioare cu taste independente de apăsare a pielii. Pentru aplicații asimetrice, driverele cu izolație galvanică a transformatorului nu sunt potrivite.

2. Parametrii cheii de presare (I la sau I dren).

Apelați pentru cele mai apropiate abordări:

I vikh ін max =2 Și puteți aplica presiune VT cu un strum până la 50 A;

I out ін max =3 A – controlați presiunea VT din circuit până la 150 A (altfel orele de comutare și comutare cresc semnificativ, iar costurile grele pentru remicrificare vor crește), deci. Un tranzistor cu vâscozitate ridicată își pierde principalele avantaje atunci când selectează un driver pas cu pas.

3. Vrahuvannya funcții suplimentare.

Companiile lansează drivere cu numeroase funcții de service:

Masacrul apăsării tastei;

Protecție împotriva tensiunii reduse a driverului;

Din diodele bootstrap introduse;

Cu reglare și nereglare a orei de oprire activarea presiunii VT în funcție de momentul de defecțiune a celuilalt (combatere împotriva scurgerilor în aer);

Cu izolare galvanică introdusă sau zilnică. În cele din urmă, la intrarea driverului este necesar să se conecteze un microcircuit de izolare galvanică (cel mai adesea un optocupler de înaltă frecvență);

În fază și anti-fază;

Durata de viață a șoferului (tip de viață cu bootstrap sau cele trei elemente de viață deconectate galvanic necesare).

Dacă mai multe tipuri de drivere sunt egale, este necesar să se acorde prioritate comutării șirurilor de poartă ale tranzistoarelor de presiune cu ajutorul VT-urilor bipolare. Deoarece această funcție este realizată de tranzistori cu efect de câmp, aceștia pot fi utilizați în driverele robotizate pentru diferite setări (inversari) cu ajutorul unui efect de „ciupire” de declanșare.

După selectarea tipului de driver (și a datelor acestuia), este necesar să se ocupe imediat de fluxurile de scurgere. Metoda standard este să porniți tasta apăsată și să o porniți pe cea închisă - folosind încuietoarea. În acest scop, trebuie să fie stagnate diodele VD G 1 și VD G 2 care, atunci când VT este închis, vor ocoli rezistențele de poartă, iar procesul de oprire va fi mai rapid, mai scăzut.

Prin derivarea rezistențelor de poartă R G 1 și R G 2 în spatele diodelor suplimentare (VD G 1, VD G 2, Fig. 3.1) pentru a combate fluxurile prin circuitul P al cascadei de presiune, companiile produc drivere integrate, asimetrice în funcție de ieșire. comutarea fluxului pe VT I dr cu m ah on că vimicannya I dr vih m ah vikl(de exemplu I dr cu m ah on=2A, I dr vih m ah vikl=3A). Aceasta setează suporturile de ieșire asimetrice ale microcircuitelor, care sunt conectate în serie cu rezistențele de poartă R G 1 și R G 2.

Toate valorile din formule sunt date preliminare pentru un anumit driver.

Pentru un driver simetric (în funcție de șiruri), egalitatea este adevărată

.

Structura tranzistorului MOSFET are trei capacități: capacitate gate-turn (capacitate de intrare), capacitate turn-drain (capacitanță de ieșire), capacitate gate-drain (pass-through) Pentru tranzistorul IGRT, , , .. Când se aplică tensiunea de poartă a (15-20) exponențial, capacitatea de intrare este încărcată și la o tensiune de 8-10V va apărea un strim în tranzistor.

Când apare în structura VT Stokov, lupta este trezită pentru a încărca de către EXPONENICE INSHIY, deci pe procesul procesului de permisiv, apoi în Kintsevo PIDSUMKU, pentru a acumula taxa de q (valoarea Dovidova). Fluxul de ieșire (schimbarea tensiunii pe electrozii de pornire a stivei) este depus în principal în procesele Lancus fără fluxul de curent în fluxul obturatorului.

Ora de descărcare a capacității este setată și în parametrii de subtensiune VT ca oră de pornire.

Când tranzistorul este deteriorat, capacitatea va fi descărcată la valoarea (), apoi capacitatea se va schimba treptat la 0 (). Astfel, în funcție de valoarea rezistenței din lentila porții, vor exista două depozite: (cu un driver asimetric i) - const și un rezistor de poartă suplimentar, care poate fi meniu pentru reglarea nuanțelor . Figura 3.2 prezintă valorile revizuite sub formă de grafice simplificate.

Mic 3.2. Diagrame de timp: (a) - când VT este pornit; (b) - cu VT.

Datele preliminare nu indică parametrii capacităților de intrare și de ieșire ale tranzistorului, dar din matematică este clar că porțiunea cob a exponențialului (până la 0,7) este aproximată printr-o linie dreaptă, care este similară cu cea direct proporțională. RC, care permite estimarea Dimensiunea structurii pare proporțională.

De asemenea, pentru a evita riscul de picurare a jeturilor, este necesar să selectați dimensiunea totală a suporturilor șnurului obturatorului ( , și reglează viteza de încărcare a capacității porții VT) pentru a se asigura că tranzistorul pornește mai mult sau egal cu ora petrecută la închiderea VT (div. 3.2).

(3.1)

de - Ora de scădere a debitului pârâului (valoarea dovidkova);

– ora de întârziere a cobului de VT în raport cu momentul aplicării tensiunii la poartă, care se închide. În cazul diodelor cu poartă de șunt (VD G 1, VD G 2, Fig. 3.1), viteza de descărcare este clar indicată de suport . Prin urmare, în acest scop, există o anumită proporție (perdeaua care este oprită de dioda VD G)

introduce

Recent, tranzistoarele cu efect de câmp, numite și canal sau unipolare, au devenit din ce în ce mai răspândite. Principalul avantaj al unui tranzistor cu efect de câmp este rezistența sa mare de intrare, care poate fi aceeași ca în tuburile de electroni, sau chiar mai mare. Este mai probabil ca acești tranzistori bipolari să fie în câmp stâng.

În acest robot, s-au determinat principalii parametri electrici ai tranzistorului cu efect de câmp (suprafața canalului deschis, tensiunea traverselor, capacitatea porții) și s-au determinat caracteristica de transfer și parametrii asociați acesteia (fluxul de cobalt). la scurgere, de exemplu oh nasichennya).

Dispunerea parametrilor unui tranzistor cu efect de câmp cu o joncțiune p-n ceramică

1) Informații teoretice scurte despre tranzistoarele cu efect de câmp cu joncțiune p-n miez.

Un tranzistor de câmp este un dispozitiv conductor trielectrod, în care elementele principale ale sarcinii sunt create de un câmp electric transversal, iar o celulă de dimensiunea strumului este afectată de un câmp electric transversal, creat de o tensiune, dar apropiată de electrod ceramic.

Un model în depărtare, numit tranzistor plat, a fost realizat în 1950. Acesta a constat dintr-o bilă subțire de tip p, turnată într-o formă de sandviș între două bile de tip n cu contacte metalice în bila de piele. Acest lucru a fost făcut în același mod în care a profețit Shockley. Tranzistoarele de tip panou au început să fie utilizate pe scară largă în locul tipurilor cu contact punctual, iar piesele lor erau mai ușor de pregătit și funcționau mai bine. Ideea timpurie a lui Shockley, un tranzistor cu injectare în câmp, nu fusese dezvoltată de multă vreme din cauza lipsei de materiale adecvate disponibile. Tranzistorul cu efect de câmp de lucru se baza pe cristale de siliciu, deoarece metodele de creștere și purificare a cristalelor au avansat mult înainte.

Similar cu un tub cu vid, tranzistoarele permit unui curent mic care curge într-un circuit pentru a controla un curent mult mai mare care curge într-un alt circuit. Tranzistorii au apărut rapid în tuburile radio de pretutindeni, din cauza acestor fluctuații, necesitând un efort mare, precum, de exemplu, transmisii radio sau instalații de radiofrecvență de încălzire industrială. Tranzistoarele bipolare trebuie utilizate acolo unde este necesară o fluiditate ridicată, la fel ca în instalațiile de înaltă frecvență, unde nu este nevoie să înghețe tuburile electronice. Tranzistoarele de câmp sunt principalul tip de tranzistoare utilizate în mod obișnuit în dispozitivele electronice. Este mai ușor de pregătit și utilizează mai puțină energie decât un tranzistor bipolar.

Deși unele tranzistoare sunt încă fabricate din Germania, majoritatea sunt fabricate din siliciu, care este mai rezistent la temperaturi ridicate. Odată cu dezvoltarea în continuare a tehnologiei, a devenit posibil să crească până la un milion de tranzistori într-o singură bucată de siliciu, iar acest lucru continuă să crească. Astfel de blocuri de siliciu sunt baza pentru dezvoltarea rapidă a computerelor moderne, inclusiv conectivitate și control.

Este clar că suportul de intrare al tranzistorului bipolar constă în suportul tensiunii în cascadă, suportul rezistenței emițătorului Lanzug și coeficientul de transfer de bază. Uneori este destul de mic, din cauza cascadei semnalului de intrare. Această problemă apare din nou atunci când este utilizat tranzistorul cu efect de câmp - semnalul său de intrare ajunge la zeci și chiar sute de megaohmi.

În analogie cu tranzistoarele bipolare cu efect de câmp, există diferite „structuri”: cu un canal p și un canal n. În plus, semnalele bipolare pot fi produse de o poartă la joncțiunea p-n (tranzistoare cu canal sau unipolare); și de la o poartă izolată (tranzistoare MDS sau MOS).

Figura 1 prezintă o reprezentare schematică a designului unui tranzistor cu efect de câmp și a circuitului său de comutare.

tranzistor transmițător de câmp

Baza tranzistorului cu efect de câmp este o placă de siliciu (poartă), care este o zonă subțire numită canal (Fig. 1, a). Există o cusătură pe o parte a canalului și o întoarcere pe cealaltă. Când tranzistorul pozitiv este conectat la dren și borna negativă a bateriei de viață GB2 (Fig. 1, b) este conectată la dren, un curent electric apare în canal. Canalul în această poziție are conductivitate maximă.

Apoi conectați un alt element de viață - GB1 - la turele principale ale porții (plus la poartă), deoarece canalul „suna” datorită suportului crescut în bucla de scurgere-turn. Struntura acestei lance se schimbă imediat. Schimbând tensiunea dintre poartă și bobină, reglați debitul scurgerii. Mai mult, nu există curent în lentila porții, fluxul de curent către dren este afectat de un câmp electric (de aceea tranzistorul se numește câmp-câmp), care este aplicat pe față și pe poartă.

Se spune că se aplică unui tranzistor cu un canal p, la fel ca un tranzistor cu un canal n, polaritatea tensiunii de alimentare și a miezului este schimbată la cea de retur (Fig. 1, c). Cel mai adesea, este posibil să instalați un tranzistor cu efect de câmp într-o carcasă metalică - pe lângă cele trei conexiuni principale, acesta poate fi plasat și într-o carcasă, care în timpul instalării este conectată la firul de împământare al structurii.

Bilă subțire de tip conductor P ( sau R), granițe pe ambele părți cu tranziții electronic-core, numite canal. Includerea canalului în circuitul electric este asigurată prin intermediul a doi electrozi ohmici, dintre care unul (I) se numește ştiulete, iar celălalt (C) - scurgere. Se numește conexiunea, adăugată zonelor de tip p, cu un electrod ceramic - obturator ( 3). Simbolurile I, C și 3 indică (în ordinea supraexpunerii) catodul, anodul și rețeaua triodului electric cu vid sau emițătorul, colectorul și baza tranzistorului bipolar primar.

Cantitatea de debit din canal care trebuie stocată sub stres Uс, aplicat între dren și bobină, suportul vantage și suportul plăcii conductoare dintre dren și bobină. La U c і R n= const strum la canal eu h (drenajul fluxului) se află numai în zona efectivă a secțiunii transversale a canalului. Dzherelo e zi creează o tensiune negativă pe poartă, ceea ce duce la creșterea productivității r-p tranziția și modificarea secțiunii transversale conducătoare a canalului.

Pentru modificări ale canalului sprijinul dintre viraj si scurgere creste iar valoarea debitului scade eu h. O modificare a tensiunii pe poartă determină o modificare a suportului canalului și o creștere a debitului Іс. Fiind conectat în serie cu e ZI tensiunea de alimentare U intrare, puteți modifica debitul prin canal conform legii de modificare a tensiunii de intrare. Drenul Strum, trecând prin opera din Navantazhennia R n , creează o nouă scădere a tensiunii care se modifică conform legii U intrare. Cu selectarea corectă a valorii R n Atunci este posibil să se schimbe nivelul tensiunii de ieșire față de tensiunea de intrare. întări semnalul.

Tranzistoarele de câmp cu o poartă izolată formează o structură metal-dielectrică (oxid) - conductor. Prin urmare, ele sunt adesea numite MDP - sau tranzistoare MOS. Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe efectul de câmp în bila de suprafață a conductorului.

Figura 2 prezintă schematic proiectarea unui astfel de tranzistor. Baza dispozitivului este o placă (căptușeală) din siliciu monocristalin tip p. Zonele de curgere și scurgere sunt umplute cu depozite de silex, puternic aliate cu lemn. P-Un fel de. Distanța dintre viraj și scurgere este de aproximativ 1 micron. În această etapă, un material de înaltă calitate este ușor aliat cu siliciu de tip L (canal). Poarta este o placă metalică izolată de canal cu o bilă dielectrică de aproximativ 0,1 microni grosime. Ca dielectric, poate fi topit cu dioxid de siliciu la temperaturi ridicate.

Ținând cont de polaritatea tensiunii care este furnizată porții (la viraj), canalul poate te excitat sau imbogatestete sarcină purtătoare (electroni). Dacă există o tensiune negativă pe poartă, conductorii electronici sunt conectați la zona de canal a plăcuței conductorului. În acest caz, canalul este umplut cu purtători de sarcină, ceea ce duce la o schimbare a fluxului canalului. Tensiunea pozitivă de pe poartă atrage electronii din conductibilitatea padului în canal. În acest mod, care se numește modul bogăție, fluxul canalului crește.

Astfel, pentru a înlocui tranzistorul cu efect de câmp z r-p Prin tranziții, un tranzistor de la o poartă izolată poate fi acționat cu o tensiune zero, negativă sau pozitivă pe poartă.

În Fig. 3, A indicații ale vederii familiei în weekend ( stichnykh) caracteristicile curent-tensiune ale tranzistorului cu efect de câmp r-p tranziții

Păstrați tensiunea între poartă și bobină Uzi = 0. Cu tensiune pozitivă crescută Uс la scurgerea strumului Іс va exista o creștere. Depozitare timpurie va fi poate liniară (dilyanka OAîn Fig. 3, A). Cu toate acestea, din creștere Іс căderea de tensiune pe canal crește, deplasarea deplasării se deplasează înainte r-p tranziții (în special în apropierea scurgerii), ceea ce duce la tăierea canalului conducător de strum și crește creșterea strumei Іс. În cele din urmă, la capătul de scurgere al plăcii, canalul este sunat de plăci, astfel încât tensiunea să nu crească în continuare. Іс(Dilnytsia ABîn Fig. 7.24, a). Acest regim a fost eliminat din numele său regimul de opresiune, si tensiunea Uс, când există saturație, se numește sub tensiune (U c. S.U.A.). Cum să îndepărtați struma depusă Іс tip de tensiune Uс pentru un număr de tensiuni pe poartă (U zi< 0), то получим семейство выходных характеристик полевого транзистора.

Depozit la U c =const a luat numele caracteristicilor porții (Fig. 3, b).

Caracteristicile de ieșire ale unui tranzistor cu efect de câmp cu o poartă izolată arată la fel ca caracteristicile unui tranzistor cu r-p tranziții. Semnificația constă în principal în faptul că tranzistoarele sunt r-p tranzițiile pot fi efectuate doar în modul epuizat al canalului, iar tranzistoarele de tip MIS (sau MOS) pot funcționa atât în ​​modul epuizat (cu tensiuni negative la poartă), cât și în modul îmbogățit (cu tensiuni pozitive la poartă). ). Din aceste motive, caracteristica de drenaj a tranzistorului cu o poartă izolată poate inunda zona de tensiune pozitivă dintre poartă și rotație. .

Principalii parametri ai tranzistoarelor cu efect de câmp sunt:

Una dintre puterile unui tranzistor cu efect de câmp este fluxul de cobalt către dren (I de la sursă), atunci. ștergeți la drenajul lancetei la tensiune zero pe poarta tranzistorului (în Fig. 4, iar motorul rezistenței schimbătoare este situat în partea de jos în spatele circuitului) și la o tensiune dată.

Dacă mutați fără probleme motorul rezistorului în spatele circuitului, atunci când tensiunea de la poarta tranzistorului curge spre scurgere crește, se schimbă (Fig. 4, b) și când tensiunea pentru acel tranzistor scade aproape la zero. Tensiunea care corespunde acestui moment se numește tensiune de tensiune (UZOTS).

Nivelul debitului spre scurgere și tensiunea de pe poartă ar trebui să fie aproape de o linie dreaptă. Dacă luăm un curent suficient de mare din dren și îl împărțim într-o creștere similară a tensiunii între poartă și bobină, selectăm al treilea parametru - abruptul caracteristicii (S). Acest parametru nu poate fi măsurat fără a lua în considerare caracteristicile și a le căuta de la antreprenor. Este suficient să omorâți fluxul primar către dren și apoi să conectați între poartă și bobină, să zicem, un element galvanic cu o tensiune de 1,5 V. Îndepărtați fluxul către scurgere de la primar și împărțiți excesul în tensiune. a elementului - citiți caracteristicile de abrupție în miliamperi pe volt.

Cunoașterea caracteristicilor unui tranzistor cu efect de câmp va completa cunoașterea caracteristicilor sale de ieșire (Fig. 4, c). Scoateți-le când schimbați tensiunea dintre scurgere și întoarcere pentru mai multe tensiuni fixe pe poartă. Este important de reținut că până la tensiunea dintre dren și bobină, caracteristica de ieșire este neliniară, iar apoi la intervale semnificative de tensiune este practic orizontală.

Desigur, pentru a furniza tensiune oblonului, este imposibil să stagnezi în structuri reale. Conexiunea se reglează automat atunci când la lance este conectat un rezistor constant pentru suportul necesar.

Intrare de intrare R intrare intre poarta si tura (masurata la tensiunea maxima admisa intre acesti electrozi)

Op de weekend ( afișat în modul de saturație)

at U zi = const.

Punctul de ieșire este caracterizat de o tangentă. Iată o privire asupra caracteristicilor de ieșire. În zona de lucru, valoarea este aproape de zero și, prin urmare, producția este destul de mare (sute de kilograme).

Grosimea canalului tranzistorului cu efect de câmp W la stația de operare este stocată în SCR r-p Tranziția este în concordanță cu Fig. 5. Puneți sertarul sub tensiunea W ZI pornit r-p mergi mai departe. În Vikoristics, este posibil să eliminați densitatea canalului din tensiunea de la poartă și din diferența de potențial de contact; - patrunderea dielectrica a conductorului; - constantă dielectrică; - sarcina electronilor, ; N- Concentrarea casei.

Pentru a decomprima tensiunea, este necesar să o echivalăm cu zero și apoi să o anulați

Operarea stack-turn la U ZI = 0 este determinată de expresie L, d, Z- lățimea și lățimea canalului deschis;

Suport pentru animale de companie al conductorului P-Tipul de conductivitate electrică, fragilitatea electronilor din canal.

Acest nivel este demonstrat de punctul „A” din Fig. 3, a.

Capacitatea obturatorului se numește barieră, ceea ce înseamnă o creștere a încărcăturii la o creștere a tensiunii, ceea ce provoacă această modificare.

de - zona r-p tranziție.

Pe lângă aceste valori, tranzistoarele cu efect de câmp sunt caracterizate de o serie de alți parametri maximi admisibili, care indică modurile limită ale operațiunii.

Cele mai importante avantaje ale tranzistoarelor cu efect de câmp trebuie remarcate:

1. Suport mare de intrare, ce se poate realiza în tranzistoarele de canal r-p tranziții de magnitudine 10 6 - 10 a Ohm, iar în tranzistoarele cu poartă izolată 10 13 - 10 13 Ohm. Această valoare mare a suportului de intrare se explică prin faptul că în tranzistori r-p tranzițiile sunt joncțiunea electron-miez dintre poartă și rotația incluziunilor în direcția porții, iar în tranzistoarele cu o poartă izolată, suportul de intrare este chiar un suport excelent pentru rotația bilei dielectrice.

2. Nivel minim de zgomot, fragmentele din tranzistoarele cu efect de câmp, alternativ cele bipolare, din fluxul transferat iau o fracție de încărcare mai mică de un semn, ceea ce previne apariția zgomotului de recombinare.

3. Rezistență ridicată la temperatură și perfuzii radioactive.

4. Există o densitate mare de elemente care sunt rotite datorită înlocuirii dispozitivelor în circuitele integrate.

Tranzistoarele de câmp pot fi utilizate ca înlocuitori în circuitele de amplificatoare, generatoare și jumperi. Instalat în special pe scară largă în amplificatoare cu zgomot redus, cu un suport mare de intrare. Și mai promițătoare este utilizarea aceluiași circuit (cu o poartă izolată) în circuitele logice digitale.

2) Zavdannya pentru rozrakhunok

1. Structură: Tranzistor ceramic cu efect de câmp p - p tranziție pe bază de siliciu cu canal P - tip de conductivitate electrică și două supape (Fig.)

2. Dimensiunile geometrice ale canalului: tovshchina d= 1 µm, lățime Z= 500 µm, dozhina L= 25 µm.

3. Parametri electrici: concentrarea casei donatoare în apropierea canalului N D= 6 10 15 cm -3 concentraţia casei acceptoare în zonele p - ale porţilor N A= 1 10 18 cm -3

VINACITATE

1. Parametrii electrici de bază: pe baza suprafeței de intrare a canalului deschis R CI, tensiunea de conectare U ZI intrare, capacitatea porții C ZI, frecvența maximă de funcționare

2. Transmit caracteristica si parametrii asociati acesteia: stiuletele la scurgere eu C aproape, tensiunea U CI noi, abruptul caracteristicilor de transmisie.

3) Ordinul rozrakhunku

1. Principalii parametri electrici sunt semnificativi.

Fig. 2. Suportul suprafeței canalului deschis la U ЗІ = 0 și U CI = 0 Se știe că virusul vicoristic se hrănește cu materialul de ieșire, cunoaștem concentrația dată a casei donatoare în canal folosind un grafic suplimentar Fig.6

Tensiunea se calculează folosind formula

Concentrația Vlasna a purtătorilor de sarcină. În siliciu, concentrația purtătorilor de sarcină este similară. - constanta Boltzmann 1,38 10 -23 J K -1 = 300 Inainte de- sarcina electronilor = 1,6 10 -19 C. Atunci va fi unul

Pătrunderea dielectrică a siliciului =12

Capacitatea oblonului poate fi extinsă ca și capacitatea barierei r-p tranziție cu tensiune pe poartă U з = 0 pentru o tranziție bruscă, ceea ce este adevărat în cazul difuziei superficiale, dacă gradientul de concentrație al casei r-p Tranziția este grozavă, pentru că odată ce tehnologia de aliaj a obturatorului este închisă, este imposibil

Frecvența maximă (de operare) poate fi găsită folosind formula

În acest moment, întrerupătoarele de alimentare cu putere mare și medie sunt instalate în tranzistoarele MOSFET și IGBT principale. Dacă considerăm acești tranzistori ca fiind importanți pentru circuitele lor de control, atunci ei seamănă cu condensatori cu o capacitate de mii de picofarads. Pentru a deschide tranzistorul, această capacitate trebuie să fie încărcată, iar atunci când este închisă, trebuie să fie descărcată și așa mai departe. Este nevoie de multă muncă pentru a vă asigura că tranzistorul dumneavoastră funcționează la frecvențe înalte. Cu cât tensiunea la poarta tranzistorului este mai mare, cu atât suportul canalului pentru MOSFET este mai mic sau tensiunea colector-emițător pentru tranzistoarele IGBT este mai mică. Valoarea de prag a tensiunii tranzistorului ar trebui să fie de 2 - 4 volți, iar tensiunea maximă la care tranzistorul este de 10-15 volți. Acesta ar trebui să fie alimentat cu o tensiune de 10-15 volți. Cu toate acestea, cu o astfel de tensiune, capacitatea porții nu este încărcată imediat și în fiecare oră tranzistorul lucrează la extinderea neliniară a caracteristicilor sale cu un canal de sprijin mare, ceea ce duce la o scădere mare a tensiunii la tranzistor și a suprafeței sale pe hryvannya. Aceste titluri s-au datorat efectului Miller.

Pentru ca capacitatea porții să se încarce rapid și ca tranzistorul să se pornească, este necesar ca circuitul de control să poată furniza un flux mai mare de încărcare către tranzistor. Reactanța de poartă a tranzistorului poate fi determinată din fișa de date de pe vib și la deschiderea urmei, luați Svx = Ciss.

De exemplu, să luăm MOSFET - tranzistorul IRF740. Există câteva caracteristici pe care trebuie să le evidențiem:

Timp de creștere - Tr = 27 (ns)

Timp de cădere - Tf = 24 (ns)

Capacitate de intrare - Ciss = 1400 (pF)

Tensiunea maximă de ieșire a tranzistorului este următoarea:

Ieșirea maximă a unui tranzistor depinde de acest principiu:

Dacă folosim circuitele de control de 12 volți, atunci rezistența de schimb de flux depinde de legea lui Ohm.

Deci, rezistența Rg = 20 Ohm, împreună cu seria standard E24.

Va rugam sa retineti ca nu se poate folosi un astfel de tranzistor direct de la controler; le voi introduce pe cele care au tensiunea maxima pe care o poate furniza controlerul, care va fi intre 5 volti, iar tensiunea maxima intre 50 mA. Ieșirea controlerului va fi supraîncărcată, iar efectul Miller va apărea pe tranzistor, iar circuitul dvs. se va dezacorda foarte repede, deoarece fie controlerul, fie tranzistorul se vor supraîncălzi mai întâi.
Prin urmare, trebuie să selectați driverul corect.
Șoferul suportă intensitatea impulsurilor și scopurile pentru controlul comutatoarelor de alimentare. Driverele pot fi fie tastele superioare și inferioare una lângă alta, fie driverele de taste superioare și inferioare sunt combinate într-un singur pachet, de exemplu, IR2110 sau IR2113.
Pe baza informațiilor furnizate, trebuie să selectăm un driver capabil să suporte curentul de poartă al tranzistorului Ig = 622 mA.
Astfel, avem nevoie de driverul IR2011, care va suporta curentul de poartă Ig = 1000 mA.

De asemenea, este necesar să se asigure tensiunea maximă la comutarea tastelor. În acest caz, este mai mult de 200 de volți.
Să aruncăm o privire la un alt parametru important: fluiditatea înghețului. Acest lucru vă permite să introduceți fluxul de jeturi traversante în circuitele push-pull prezentate mai jos, ceea ce provoacă risipă și supraîncălzire.

Dacă citiți cu atenție începutul articolului, atunci din datele pașaportului tranzistorului puteți vedea că ora de închidere poate fi mai mică decât ora de deschidere și, aparent, circuitul închis este mai mare decât curentul deschis If>Ir. Pentru a asigura o închidere mai mare, puteți modifica referința Rg, altfel debitul va crește și se va deschide, în funcție de mărimea supratensiunii de comutație atunci când este oprită, care se datorează lichidității scăderii debitului di/dt. Din acest punct de vedere, viteza crescută de comutare este un factor negativ important care reduce fiabilitatea dispozitivului.

Într-o astfel de situație, puterea miraculoasă a conductorilor trece rapid firele într-o singură direcție și instalăm o diodă în lentila porții, care permite tranzistorului If să treacă prin circuit.

Astfel, curentul care împinge Ir va circula prin rezistorul R1, iar curentul de închidere If va circula prin dioda VD1, iar din moment ce suportul joncțiunii p - n a diodei este mult mai mic, suportul inferior al rezistorului R1, atunci Dacă > Ir. Pentru a ne asigura că scurtcircuitul curent nu depășește valoarea sa, pornim un rezistor în serie cu dioda, pe baza unui suport semnificativ instabil al diodei în stare deschisă.

Luați cel mai apropiat cel mai mic din seria standard E24 R2 = 16 Ohm.

Acum să ne uităm la ce înseamnă numele driverelor cheie superioare și inferioare.
Este clar că tranzistoarele MOSFET și IGBT sunt controlate de tensiune, iar tensiunea în sine este Ugs-sursă de poartă.
Care este cheia superioară și inferioară? Pe cel mic de mai jos este plasată o diagramă a podului. Aceasta este o diagramă de plasare a tastelor superioare și inferioare, VT1 și VT2 în paralel. Cheia superioară VT1 conectează scurgerea la plusul de viață al Vcc, iar capul în față și este necesară pentru a deschide tensiunea dată virajului. Cheia inferioară, scurgerea este conectată la tensiune, iar înfășurarea la minusul vieții (pământ) și este supusă tensiunii atunci când este aplicată la pământ.

Și deoarece cu cheia inferioară totul este extrem de clar, prin aplicarea de 12 volți la cea nouă - volții se vor deschide, prin aplicarea 0 volți la cea nouă - volții se vor închide, atunci pentru cheia superioară este necesar un circuit special pentru crește tensiunea la miezul tranzistorului. O astfel de schemă este deja implementată în mijlocul șoferului. Tot ce avem nevoie este să adăugăm o capacitate de creștere C2 la driver, care va încărca tensiunea driverului sau chiar a tranzistorului, așa cum se arată mai jos. Tasta de sus în sine este apăsată împotriva tensiunii.

Această schemă este în întregime practică, dar capacitatea mare de amplificare îi permite să fie utilizat în intervale înguste. Această capacitate este încărcată atunci când tranzistorul inferior este pornit și nu poate fi prea mare, deoarece circuitul trebuie să funcționeze la frecvențe înalte și nu poate fi prea mic atunci când funcționează la frecvențe joase. În acest caz, nu putem tăia cheia superioară deschisă în mod continuu, se va închide imediat după ce condensatorul C2 este descărcat, deoarece va absorbi mai multă capacitate, atunci este posibil să nu se poată reîncărca până la următoarea perioadă de funcționare și un tranzistor.
Am întâmpinat această problemă de mai multe ori și am experimentat adesea cu selectarea capacității de amplificare la schimbarea frecvenței de comutare sau a algoritmului circuitului de operare. Problema a fost rezolvată rapid și simplu, în cel mai inovator și „în mare parte” ieftin. De la referința tehnică la DMC1500, am fost intrigați de soclul P8.

După ce a citit cu atenție manualul și a analizat bine circuitul de acționare, s-a dovedit că acesta este un conector pentru conectarea unei vieți din apropiere, izolată galvanic. Sursa de alimentare minus este conectată la comutatorul de sus, iar plus la intrarea driverului Vb și baza pozitivă a capacității boosterului. În acest fel, condensatorul este încărcat constant, ceea ce face posibilă menținerea cheii superioare deschise atât timp cât este necesar, independent de cheia inferioară. Această schemă suplimentară vă permite să implementați orice algoritm de comutare a tastelor.
Ca sursă de energie pentru încărcarea capacității boosterului, puteți utiliza fie un transformator primar cu filtru redresor, fie un convertor DC-DC.

Publicat 15.05.2014

Designul secțiunii de putere începe cu alegerea tastelor. Cele mai potrivite în acest scop sunt tranzistoarele MOSFET. Alegerea tranzistoarelor de putere se bazează pe date despre nivelurile maxime posibile de debit și tensiune ale motorului.

Selectați tranzistoarele de putere

Tranzistoarele sunt responsabile pentru îndepărtarea fluidului de lucru din sursa de lucru. Prin urmare, alegeți tranzistori cu efect de câmp cu un debit de lucru de 1,2-2 ori mai mare pentru debitul maxim al motorului. Caracteristicile tranzistorilor cu efect de câmp pot avea un număr de valori atribuite în diferite moduri. Uneori puteți specifica un strum care poate fi folosit pentru a vitrifica un cristal Id (Silicon Limited)(vin mai mult) și strum, între capacitățile corpului tranzistorului Id (pachet limitat)(Vin mai puțin). de exemplu:

În plus, există o linie pentru modul puls ( Curent de drenaj pulsat), care este semnificativ mai mare (în multe cazuri), cel mai scăzut flux permanent posibil.

Este necesar să selectați tranzistoarele în funcție de curentul constant și să nu ignorați parametrii specificați pentru modul de impuls. Atunci când alegeți un tranzistor, se ia în considerare valoarea curentului constant. La razi - 195A.

Deoarece tranzistorul nu poate fi adaptat la circuitul de operare necesar, o serie de tranzistoare sunt pornite în paralel.

În acest caz, este obligatoriu să rămâneți la rezistența indicată pe circuit. Valoarea lor nominală este o unitate de Ohm, dar tranzistoarele conectate în paralel cu ele sunt deschise în același timp. Dacă nu instalați rezistențe, poate apărea o situație dacă unul dintre tranzistori se deschide, dar celălalt nu se deschide. În această oră scurtă, toată presiunea este transferată la un tranzistor și o iese în stare bună. Valorile acestor rezistențe vor fi discutate mai jos. Două tranzistoare, conectate în paralel, vitrifică de două ori fluxul mai mare. De 3-3 ori mai mult. Nu este rău în a face acest lucru, dar vor exista comutatoare realizate dintr-un număr mare de tranzistori diferiți.

Alegerea tranzistoarelor cu efect de câmp în spatele tensiunii scade și de la rezervă de cel puțin 1,3 ori. Este important să vă asigurați că ieșirea de la fretul tranzistorilor prin benzile de tensiune nu este întreruptă în timpul comutării.

Pe lângă parametrii specificați, depinde de temperatura maximă de funcționare a tranzistorului și dacă debitul necesar este vizibil la această temperatură. Una dintre cele mai importante caracteristici este suportul tranzistorului închis. Semnificația sa poate ajunge la mulți mile. La prima vedere, este foarte puțin, dar cu strume grozave, puteți vedea cantitatea semnificativă de căldură care va fi adusă. Presiunea la încălzirea unui tranzistor în stare deschisă se calculează folosind următoarea formulă:

P=Rds*Id^2

De:
Rds- Funcționarea tranzistorului deschis;
Id-uri- Fluxul care curge prin tranzistor.

Ei bine, este un tranzistor irfp4468pbf Dacă referința este de 2,6 mOhm, atunci după trecerea unui curent de 195 A, se vor vedea 98,865 wați de căldură. În fiecare circuit de punte trifazat, doar două întrerupătoare se vor deschide la un moment dat. Totuși, aceeași cantitate de căldură va fi observată pe cele două tranzistoare închise (98,865 W fiecare, în total – 197,73 W). Cu toate acestea, nu funcționează tot anul, ci o dată la două zile - în perechi, astfel încât fiecare pereche de chei să funcționeze 1/3 din an. Este corect să spunem că căldura pe toate tastele va fi de 197,73 W de căldură, iar pe pielea tastelor (98,865/3 = 32,955 W). Acest lucru este pentru a asigura răcirea continuă a tranzistorilor.

Ei bine, este un tranzistor irfp4468pbf Dacă referința este de 2,6 mOhm, atunci cu un flux de 195 A, sunt vizibile 98,865 wați de căldură. În fiecare caz al circuitelor trifazate, doar două chei se vor deschide la un moment dat. Deci, pe două tranzistoare închise puteți vedea aceeași cantitate de căldură (98,865 W fiecare, în total – 197,73 W). Toate mirosurile nu funcționează toată ora, ci în perechi la un moment dat, așa că perechea de chei de piele funcționează timp de 1/3 de oră. Deci este corect să spunem că căldura pe toate tastele este de 197,73 W de căldură, iar pe pielea tastelor (98,865/3 = 32,955 W). Acest lucru va asigura răcirea continuă a tranzistorilor.

Ale este o bere"

Am recuperat aproximativ pierderile de căldură care apar în perioada în care cheile sunt din nou deschise. Cu toate acestea, nu trebuie uitat că pentru chei există lucruri precum procese tranzitorii. Chiar în momentul re-amestecării, când baza cheii se schimbă de la practic la zero la aproape inconsistență și, în cele din urmă, se observă cel mai mare transfer de căldură, ceea ce înseamnă mai multe cheltuieli decât sunt suportate cu cheile închise.

Este clar că ne interesează 0,55 Ohm. Tensiunea sub tensiune este de 100V. Când întrerupătoarele sunt deschise, tensiunea de ieșire este 100/0,55 = 181 A. Tranzistorul se oprește și în primul moment al funcționării sale scade 1 Ohm. Într-o oră după alta debitul este 100/(1+0,55)=64,5A Vă amintiți formula de calcul a stresului termic? Să recunoaștem, o oră foarte scurtă de consum de căldură pe tranzistor (1+0,55)*(64,5^2) = 6448 W. Ceea ce este mai important este că cheia este deblocată. Dacă tranzistorul ajunge la 100 ohmi, va consuma 99,45 W. Când tranzistorul crește până la 1 km, consumul va fi de 9,98 W. Dacă tranzistorul crește până la 10 km, consumul va fi de 0,99 W.

Să presupunem că putem atinge 0,55 Ohm. Tensiunea este de 100V. Când întrerupătoarele sunt deschise, tensiunea de ieșire este 100/0,55 = 181 A. Tranzistorul se oprește și, în același timp, intrarea ajunge la 1 Ohm. În această oră, după un nou debit, debitul este 100/(1+0,55) = 64,5A. Vă amintiți formula pentru calcularea stresului termic? Se pare că în acest moment foarte scurt de pierdere de căldură pe tranzistor (1+0,55)*(64,5^2) = 6448 W. Ceea ce este mai important este că cheia este deblocată. Dacă tranzistorul funcționează până la 100 ohmi, va consuma 99,45 wați. Când tranzistorul crește până la 1 com, consumul va fi de 9,98 W. Dacă tranzistorul crește până la 10 kW, consumul va fi de 0,99 W.

De îndată ce creați un sistem de răcire mai strâns și se creează mai multă căldură în tranzistor, veți putea realiza fizic (minune: Disiparea maximă a puterii), va arde.

Ei bine, nu este important să înțelegeți că, cu cât tastele sunt amestecate mai repede, cu atât mai puține pierderi de căldură și temperatura tastelor este mai scăzută.

Viteza de comutare a comutatoarelor depinde de: capacitatea porții a tranzistorului cu efect de câmp, valoarea rezistenței de prindere a porții și tensiunea driverului cheie. Selectarea corectă a acestor elemente depinde de cât de eficient sunt procesate cheile.

Unii oameni cred că puteți face regulatorul mai strâns schimbând cheile pentru a fi mai strânse. Acest lucru nu este în întregime adevărat. Tranzistoarele mai dense duc la o capacitate de poartă mai mare, ceea ce înseamnă că tranzistorul trebuie să fie deschis mai mult timp, ceea ce afectează intervalul de temperatură. Acest lucru eșuează rar, dar de obicei eșuează atunci când pur și simplu înlocuirea tranzistoarelor cu altele inferioare și-a crescut temperatura în acele ore de reconectare. De asemenea, tranzistoarele mai strânse necesită drivere mai dure.

Drivere-cheie MOSFET

Ce este un driver cheie și de ce aveți nevoie? Sunt încă driverele necesare? Puteți activa tranzistoarele cu efect de câmp așa cum se arată în diagramă:

Deci, în acest caz, tranzistoarele bipolare acționează ca drivere. Acest lucru este de asemenea acceptabil. Și aceleași circuite, în care comutatoarele superioare sunt asociate cu tranzistori cu un canal P, iar comutatoarele inferioare cu un canal N. Apoi există două tipuri de tranzistoare, ceea ce nu este întotdeauna ușor. Până atunci, tranzistoarele cu canal P sunt foarte greu de găsit. Datorită faptului că combinația de tranzistori cu canale diferite va avea ca rezultat controlere de putere redusă cu circuite simple.

Este mai ușor să utilizați tranzistori de același tip, în special cei cu canale N, deoarece acest lucru previne interferența tranzistoarelor superioare ale punții. Tensiunea la poarta tranzistorilor trebuie să fie furnizată din spirele acestora (Sursa). Atâta timp cât nu există energie de la comutatorul inferior, rândul său (Sursa) este conectat la masă și putem furniza în siguranță tensiune porții tranzistorului inferior la masă. Deoarece tranzistorul superior este mai pliat, fragmentele de tensiune de la sursa sa (Sursa) se schimbă la masă.

Lasă-mă să explic. Este acceptabil ca tranzistorul superior să fie deschis și un curent să circule prin el. Într-o astfel de stație, tensiunea de pe tranzistor scade la un nivel mic și putem spune că tensiunea de pe capul sursei al tranzistorului superior este practic aceeași cu tensiunea sub tensiune a motorului. Înainte de a vorbi, pentru a deschide tranzistorul superior, trebuie să aplicați tensiune la poartă, văd tensiunea pe viraj (Sursa), astfel încât tensiunea motorului să fie mai mare.

Dacă tranzistorul superior este închis și cel inferior este deschis, atunci tensiunea tranzistorului superior ajunge aproape la zero.

Driverul de comutator superior asigură că poarta tranzistorului cu efect de câmp este alimentată cu tensiunea necesară la spirele sale (Sursa) și asigură generarea unei tensiuni mai mare decât tensiunea motorului pentru comutarea tranzistorului. Acest lucru și nu numai asta este ceea ce fac driverele de comutator MOSFET.

Selecția șoferilor și diversitatea

Varietatea șoferilor este foarte mare. Avem drivere care oferă două intrări pentru tastele superioare și inferioare (driverele superioare și inferioare). De exemplu: IR2101, IR2010, IR2106, IR21064, IR2181, IR2110, IR2113 ta in. Trebuie să acordați atenție parametrului Vgs tranzistoare. Majoritatea șoferilor sunt asigurați pentru Vgs = 20V. Yakshcho Vgs tranzistorii scot mai puțină tensiune către drivere, de exemplu Vgs tranzistoare = 5V, apoi driverele cu o tensiune de ieșire de 20V scot astfel de tranzistori în armonie.

Majoritatea driverelor funcționează cu o tensiune de 10-20V și acceptă semnale de intrare de diferite niveluri -3,3V, 5V, 15V.

Există drivere pentru circuite de punte trifazate, de exemplu:
IR3230, IRS2334, IRS2334, IR21363, IR21364, IR21365, IR21368, IRS2336, IRS23364D, IRS2336D, IRS26310DJ, IR2132, IR223363, IRS223301 2, IRS2332D, IR2233, IR2235, IR2238Q, IRS26302DJ.
Astfel de drivere cheie pot fi cea mai bună opțiune. In plus, unele drivere trifazate au capacitate suplimentara pentru a asigura protectia cheilor de prea multa presiune, etc. Adăugați seria de drivere IRS233x(D). Acesta va oferi o gamă largă de protecții, inclusiv protecție împotriva tăierilor de tensiune negativă, protecție împotriva scurtcircuitelor, protecție împotriva tensiunii, protecție împotriva tensiunii reduse de magistrală, tensiune redusă sub tensiune, protecție împotriva conexiunii încrucișate.

Unul dintre cei mai importanți indicatori ai conducătorilor auto este fluxul maxim de producție. Reglați de la 200mA la 4000mA. Puteți obține 4 Amperi - atât este nevoie. Oricum, calculatorul inca functioneaza. Așa cum a fost mai presus de toate, viteza de amestecare a tastelor este foarte importantă. Cu cât șoferul este mai puternic, cu atât se petrece mai puțin o oră pentru comutarea tastelor. Puteți aproxima ora de amestecare a tastelor folosind următoarea formulă:

tonă = Qg*(Rh+R+Rg)/U

De:
Qg- Noua incarcare a portii tranzistorului cu efect de camp;
Rh- Suport intern pentru șofer. Este asigurat ca U/Imax, unde U este tensiunea driverului, Imax este debitul maxim de ieșire. Vă rugăm să rețineți că tensiunea maximă de ieșire poate fi diferită pentru tranzistoarele superioare și inferioare;
R- Rezistorul se sprijină pe poartă;
Rg- Tranzistor suport poarta interna;
U- Tensiunea driverului.

De exemplu, dacă folosim un tranzistor irfp4468pbf acel șofer IR2101 cu un debit maxim de 200mA. Și în lentila de poartă există un rezistor de 20 ohmi, astfel încât tranzistorul este comutat:

540 * (12 / 0,2 + 20 + 0,8) / 12 = 3636 nS

Înlocuirea șoferului cu IR2010, cu un debit maxim - 3A, și un rezistor la șnurul porții - 2 ohmi, eliminăm următorul timp de amestecare:

540 * (12/3 +2 +0,8) / 12 = 306 nS

Cu noul driver, timpul de amestecare a fost redus de peste 10 ori. De asemenea, pierderile de căldură pe tranzistoare se modifică semnificativ.

Proiectarea rezistențelor la poarta porții

Mi-am creat următoarea regulă: suportul rezistenței din poarta tranzistorului cu efect de câmp este de vină, dar nu mai puțin, suportul intern inferior al driverului, împărțit în 3 De exemplu, driverul IR2101 utilizați o tensiune de 12 V, tensiunea maximă este de 0,25 A. Referința sa internă: 12V/0.25 = 48Ohm. În acest caz, rezistența de la poarta tranzistorului cu efect de câmp este mai mare, mai mică 48/3 = 16 Ohm. Deoarece timpul de interconectare a tranzistorilor cu rezistențele selectate nu se schimbă, după selectarea unui driver mai puternic.

Nu pot numi această metodă ideală, dar a fost verificată prin practică. Dacă aș dori să clarific acest aspect, îți voi fi foarte recunoscător.

La borna tranzistorului de poartă este adăugată o diodă cu sau fără rezistor.

Fragmentele din multe faze ale tranzistoarelor de putere funcționează cu tensiuni inductive, în urma oxidării diodelor uscate. Dacă nu sunt acolo, atunci când tranzistorul este pornit din cauza proceselor tranzitorii pe inductanță (înfășurările motorului), va exista o supratensiune, care în multe supratensiuni sparge tranzistorul și duce la defecțiune.

Majoritatea tranzistoarelor de putere au deja diode de uscare interne și nu este nevoie să înlocuiți diodele externe. De asemenea, nu uitați să verificați documentația pentru tranzistor.

Timp mort

Schimbarea comutatoarelor de alimentare din regulatorul unui motor trifazat fără perii urmează următoarea secvență:

• Vimikamo cheia care trebuie pornită;
• Așteptăm o oră întreagă (Dead-Time) până când tranzistorul se închide (aproximativ o oră de interconectare a tranzistorului a fost acoperită mai devreme) și procesele de tranziție asociate cu comutarea se încheie;
• include tasta care trebuie apăsată.

Toate driverele comutatoarelor superioare și inferioare plasează un obturator între semnalele de ieșire pentru a preveni activarea ambilor tranzistori în același timp (div.:). Din păcate, plasturele este prea mic. Driverele tastelor superioare și inferioare sunt reali Timp mort. Dar în situația noastră, acest lucru nu va ajuta deloc, deoarece putem ghici cum se schimbă tastele (minune:), atunci suntem siguri că o astfel de situație nu se întâmplă niciodată dacă cheile unui umăr sunt schimbate. Oje, keruvati Timp mort De vina este microcontrolerul. Vinovatul poate fi de vină numai dacă utilizați un driver special trifazat, care conține toate cele șase chei și este real Timp mort.

Senzori Strumu

În mod tradițional, un șunt este folosit ca senzor. Cunoscându-și baza, aceștia trăiesc pe noua tensiune și calculează strum. Dar pentru sistemele mai strânse, șuntul vicoristic nu va fi întotdeauna corectat tehnic prin pierderile excesiv de mari de căldură pe cel nou. Senzorii pentru efectul Hall au practic zero suport, așa că nu miros. În plus, de regulă, semnalul de ieșire al unor astfel de senzori este în intervalul 5V, ceea ce este ideal pentru implementarea regulatoarelor cu microcontroler. În prezent, sunt disponibili senzorii populari ai companiei Allegro MicroSystems, de exemplu seriale ACS71X, ACS75X.

În vecinătatea ajustării nivelului critic al microcontrolerului, este rezonabil să se creeze un circuit de protecție hardware împotriva mișcării nivelului critic al structurii. Pentru a regla nivelul debitului, microcontrolerul petrece o oră. În plus, strumele se sting periodic după aproximativ o oră. Astfel de ajustări, precum și eventualele ajustări programatice, pot rezolva situația dacă apare o problemă critică care să perturbe dispozitivul chiar înainte de sosirea momentului stingerii. Circuitul trebuie să pornească întrerupătoarele de alimentare dacă circuitul depășește valorile critice, indiferent de funcționarea microcontrolerului. Pentru a implementa un astfel de circuit, utilizați un comparator Vicor, a cărui intrare este furnizată cu semnalul senzorului de flux și semnalul de referință. Dacă debitul admis este mutat, comparatorul este declanșat. Ieșirea comparatorului este utilizată ca semnal discret în circuitele logice, iar comutatoarele sunt pornite în caz de urgență. Această implementare poate fi cea mai puțin dificilă.

Atunci când se dezvoltă circuite de putere ale convertoarelor statice la rând, tranzistoarele de putere ajung la defalcare termică. Fragmentele de tranzistoare cu efect de câmp MOSFET nu suferă defecțiuni secundare; în diferitele regimuri termice, în general, este posibil să se mențină valorile temperaturii maxime și ale presiunii maxime, care apoi se disipează. Tensiunea totală care se vede pe tranzistor în modul de interconectare este indicată de:

de R p - tensiune deplină care se va disipa;

R per - pierderea tensiunii la agitare;

P pr - intrare la canalul de suport activ al tranzistorului deschis;

Pynp - cheltuiește pe keruvannya cu lancea oblonului;

Pyr – cheltuiește efort pe o viraj rotund într-o poziție închisă.

de L L (op) - op al tranzistorului în stare deschisă (parametru subconductiv).

Consumul de conductivitate P este principala cheltuială de stocare a unui tranzistor cu efect de câmp. Suma de bani cheltuită poate fi calculată cunoscând valoarea efectivă a fluxului:

La exercitarea presiunii, fluxul de curent (P^) este extrem de mic (din moment ce, desigur, tranzistorul funcționează), nu are sens să-i protejăm. În plus, unul dintre principalele avantaje ale tranzistorului cu efect de câmp este că cheltuiește foarte puțin pe sistemul de control (control P), astfel încât costurile semnificative ale controlului pot fi oprite din expansiune. Pentru a se asigura că acestea sunt efectuate, formula (2.1.7) pentru alocarea noilor cheltuieli dă un aspect manual imediat:

Aici este necesar să facem câteva lămuriri și să înțeleagă cititorul că tensiunea care se disipă depinde de metoda de asigurare a regimului termic al tranzistoarelor de putere. Acest design va fi benefic atunci când proiectați radiatoare reci de tranzistoare (pentru detalii, puteți vizualiza detaliile). Acesta este un parametru foarte important, fără de care este imposibil să proiectați un element care se răcește, care se numește suportul termic „carcasa de cristal” R thjc al tranzistorului. Investigațiile au arătat că aceasta depinde în mod semnificativ de frecvența comutației tranzistorului, precum și de transferabilitatea impulsurilor de miez, care este determinată de timpul de deschidere înainte de perioada finală de comutare. În mintea tehnică, tranzistorii ar trebui să fie numiți caracteristici standardizate de joncțiune la carcasă a impedanței termice tranzitorii. După cum se poate observa din fig. 2.1.11, datorită inerției proceselor termice la frecvențe înalte de intermitență și frecare scăzută, suportul termic „carcasa de cristal” este redus semnificativ. În orice caz, proiectantul trebuie să-și evalueze suportul în urma programului, pentru a nu proiecta radiatorul pentru răcirea elementelor de putere „din mers”. Citiți urmele prezentate în fig. 2.1.11 graficele sunt incluse înaintea setului principal de parametri care sunt furnizați de companiile producătoare bazei elementului de putere. Dacă, atunci când alege o bază elementară, dezvoltatorul realizează că graficele din documentație sunt zilnice, este mai puțin probabil ca o astfel de companie-producător să fie de încredere și nu ar trebui să fie victorios în evoluțiile sale.

Conform graficelor 2.1.11, suportul termic al „corpului de cristal” este indicat prin următoarea formulă:

de ZjJJ, D) - coeficientul de tranziție al suportului „corp de cristal”;

R Q (JC) - suport termic „corp de cristal” în modul de impulsuri mari de impulsuri care urmează să fie controlate, sau la un flux constant.

În fig. 2.1.11 Există o altă curbă numită un singur impuls. Valoarea este pentru un singur impuls (nerepetat) al fluxului. Acest mod de funcționare ar trebui utilizat pentru circuitele uscate și circuitele de pornire care trebuie aplicate o singură dată. În acest caz, de regulă, disiparea căldurii este mică, iar elementul de putere nu necesită calorifer.

Să ne îndreptăm atenția către deșeurile termice. Există mult mai mult pliere în dreapta cu multă ezitare. Cum să alegeți pur și simplu un tranzistor cu efect de câmp

Mic 2.1.11. Graficul duratei suportului termic normal în funcție de frecvența și puterea impulsurilor: a - IRFP250; b – IRJL3103D1; -FB180SA10

este activ, cheltuielile pentru amestecare sunt mici și de multe ori puteți să vă înțelegeți. Cu toate acestea, un avantaj mai activ este o dezvoltare rară în tehnologia de transformare a puterii. Cel mai adesea, tranzistoarele convertoarelor statice „funcționează” pentru a funcționa cu o tensiune reactivă (inductiv-emnestică) puternic pronunțată, care se caracterizează printr-o divergență a maximelor de curenți și tensiuni. În plus, tranzistoarele care funcționează în circuite cu două capete (aceasta include punte, punte și circuite trifazate) suferă de pierderi specifice ale diodelor inverse. Așteptăm imediat cu nerăbdare metode de dezvoltare a intrărilor dinamice în circuite cu ciclu dublu, deoarece pe baza acestora va exista o recreare continuă a tehnologiei.

Într-un circuit push-pull, priviți fluxul de inductanță și alte elemente ale circuitului. Rețineți că inductanța reală L este inductanța de magnetizare a înfășurării primare a unui transformator de înaltă frecvență (pe măsură ce dispozitivele sunt proiectate - un convertor static pentru menținerea valorilor tipice) sau inductanța înfășurării motorului (ca urmare a Există o variabilă acţionare electrică de frecvenţă).

Zvernemosya la orez. 2.1.12 și să ne uităm la procesele de comutare care sunt incluse în reprezentarea unui circuit tipic. Spochatku (ce

identificarea elementului cheie. Se înțelege că amplitudinea vibrațiilor nu poate fi mai mare decât stresul de viață sau potențialul „pământului”, atâta timp cât se vor deschide tensiunile opuse și se vor „descărca” vibrațiile asupra forței vitale. Și totuși, deoarece energia procesului colateral este mare, s-ar putea să nu se termine până în momentul eliberării elementului cheie. Comutația la trecerea prin dioda de poartă duce la situația așa-numitei „comutații importante” dacă tranzistorul de putere se află pentru scurt timp în modul „prin flux”. Pentru a „stinge” tensiunea, în paralel cu înfășurarea primară a transformatorului, porniți un RC-lanc cu un condensator și o rezistență conectate în serie.

Am luat în considerare cu atenție modul de funcționare al tranzistorului în circuitele push-pull, atâta timp cât impulsurile miezului ajung la porțile VT1 și VT2 simetric, iar momentul de comutare a fluxurilor nu trec prin diodele opuse. Este dificil să depășiți presiunea de a cheltui bani pentru amestecare. Pentru un tranzistor de piele care funcționează în napivmostovy sau brookevts cu cerințe standard de transformator, poate fi asigurat conform formulei

de / ^ max - debit maxim.

Un alt tip de defecțiune apare dacă tranzistoarele nu funcționează în modul de comutare „important”. Acesta este motivul pentru care ar trebui să vă uitați la dispozitivele pentru controlul frecvenței motoarelor, care determină valoarea inductanței înfășurărilor. Aici trivalitatea stării deschise a elementelor cheie „superioare” (VT1) și „inferioare” (VT2) de pe punte și punte poate fi neuniformă: în situația limită, impulsurile uneia dintre cheile de pornire sunt dezvăluite. În caz de asimetrie a impulsurilor miezului, fluxurile din avantajul inductiv nu își schimbă direcția, ceea ce înseamnă că, de exemplu, după ce tranzistorul VT2 este pornit, curge fluxul i L (Fig. 2.1.12 c). prin opusul său d Iod. Prin urmare, tensiunea tranzistorului VT1 va trece în modul de scurtcircuit, deoarece dioda VD2 nu poate reînnoi imediat circuitul. Cu cât este mai mare dioda pozitivă, cu atât se vede mai multă căldură în tranzistor. Prin urmare, defalcarea pierderilor de interconectare în modul „important” trebuie să fie luată în considerare atât de pierderile de interconectare dinamică ale tranzistorului, cât și de rotația diodelor opuse. Rozrahuvati vtrati mikannya aici pentru a ajuta este următoarea formulă:

unde Q rr este sarcina inversării diodei opuse (parametru subconductiv).

De asemenea, este important de știut că sarcina diodei inverse (din Fig. 2.1.14) se află ușor în fluxul direct care curge prin diodă după ce tranzistorul este pornit și este, de asemenea, indicată în mod semnificativ de valoarea și direct. debit pe oră în stadiul de reînnoire inversare, apoi valorile de mers strim. Acest lucru înseamnă de fapt că creșterea procesului de comutare, care declanșează revenirea reînnoirii, poate reduce sarcina și, prin urmare, energia care se vede. De asemenea, în modul de reconectare „important”, este necesară creșterea procesului de deschidere a tranzistoarelor cu efect de câmp. Puteți schimba tensiunea circuitului deschis prin interconectarea circuitului porții prin creșterea suplimentară a rezistenței porții, precum și prin derivarea joncțiunilor stiva-turn ale tranzistorilor cu lănci RC, care vor interconecta fluiditatea circuitului intermitent. Este adevărat că în acest caz pierderile dinamice de comutație ale interconexiunii cresc.

Mic 2.1.14. Reținerea sarcinii diodei de retur datorită vitezei procesului de comutare

Deseori, în practică, dezvoltarea convertoarelor statice implică probleme atunci când este necesară comutarea șirurilor, adică ceva mai mult decât șirul de limită al unui singur tranzistor. Și, deoarece alegerea unui atașament mai strâns este importantă, puteți pur și simplu să porniți în paralel o serie de atașamente concepute pentru debite mai mici. Apoi sursa fierbinte va fi distribuită uniform de tranzistorii din jur. Pentru conectarea lor în paralel, este necesară reglarea tensiunii de prag la valori apropiate. De regulă, tranzistoarele de același tip au valori ale tensiunii de prag foarte apropiate, deci nu este necesar să alegeți tranzistoare de diferite tipuri pentru funcționarea în paralel. Și este chiar mai bine să obțineți tranzistori din același lot de producție, produse în aceleași minți.

Pentru a asigura o încălzire uniformă a liniei de tranzistori, acestea trebuie instalate pe un radiator fierbinte și, dacă este posibil, mai aproape de unul. De asemenea, este necesar să ne amintim că prin două tranzistoare conectate în paralel puteți trece de două ori un curent mai mare fără a reduce valoarea dispozitivelor individuale, dar la care capacitatea de intrare și, prin urmare, încărcarea porții comune, crește șiut de două ori. Aparent, circuitul de control al tranzistoarelor conectate în paralel este responsabil pentru capacitatea de a asigura sarcini de comutare.

Dar are propriile sale particularități, propriile sale „truc”. Prin conectarea porților tranzistoarelor cu efect de câmp fără mijloc, este posibil să se elimine efectul deja inacceptabil de „sunet” atunci când este oprit - prin conectarea unul la unul prin porți, tranzistoarele se vor deschide și se vor închide suficient, fără a fi supus semnalului de control nnya. Pentru a opri „jingle-ul”, se recomandă să puneți mici tuburi de ferită pe suporturile obturatoarelor pentru a preveni curgerea reciprocă a obloanelor, așa cum se arată în Fig. 2.1.15 a.

Această metodă este folosită foarte rar astăzi (tehnologia de producere a tuburilor de ferită este încă dificilă). Cel mai simplu și mai accesibil circuit de citire din Fig. 2.1.15, b,

Mic 2.1.15. Conexiune paralelă a MOSFET: a - cu tuburi de ferită, care trebuie stins; b - cu rezistențe de poartă

Ce constă în instalarea în lancete a etanșării cu piele a noilor rezistențe cu un suport de la zeci până la sute de ohmi. Valoarea rezistențelor de poartă este selectată în funcție de următoarea relație:

de Q g este valoarea încărcăturii de poartă pentru un tranzistor.

După aceasta, este necesar să se calculeze valoarea strimu-ului, care va asigura dispozitivul de control al porților tranzistorului. Acest curent este determinat de tensiunea U g pe rezistențele de poartă conectate în paralel. Odată ce valoarea lui R g este eliminată din formula (2.1.13), este necesar să se schimbe numărul de ori când se calculează câte tranzistoare sunt pornite în paralel.

Mic 2.1.16. Opțiune pentru creșterea paralelă a tranzistorilor MOSFET

Tranzistoarele VTl...VT4 sunt instalate pe radiatorul de aprindere cat mai aproape de unul, ceea ce asigura incalzirea lor uniforma. Magistralele de alimentare, care pot fi fie cablate, fie conductoare în vrac (de exemplu, sârmă din cupru sau cu staniu), sunt conectate la scurgerea tuturor tranzistoarelor. Rezistoarele de poartă Rg pot fi montate deasupra barelor de putere. Tranzistoarele sunt atașate la radiator în spatele șuruburilor și presiunii suplimentare. Inode pentru îmbunătățirea contactului termic între

Carcasele radiatoarelor se bazează pe cea mai recentă tehnologie: tranzistoarele sunt fixate cu plăcile lor de disipare a căldurii de carbonul negru (sau aliajele) și sunt, la rândul lor, înșurubate la radiator, montate frontal în loc. și contactul cu pasta termoconductoare. Și, în primul rând, trebuie să asigurați izolarea electrică a grupurilor adiacente de tranzistoare pentru a evita scurtcircuitele în aceste locuri, astfel încât duhoarea din spatele circuitului electric să nu fie de vină.

În fig. 2.1.17 prezintă aspectul actual al unei variante a unității structurale a unei punți ceramice trifazate, care constă din tranzistoare MOSFET conectate în paralel, iar în Fig. 2.1.18 – schema electrica pentru conectarea tranzistoarelor. Radiatorul are canale prin care vinul este suflat cu un flux de aer asemănător unui primus.