În prezent, tranzistoarele MOSFET și IGBT sunt utilizate ca întrerupătoare de putere de putere mare și medie. Dacă considerăm aceste tranzistoare drept sarcină pentru schema lor de control, ele sunt condensatoare cu o capacitate de mii de picofarade. Pentru a deschide tranzistorul, această capacitate trebuie să fie încărcată, iar când este închisă, aceasta trebuie descărcată și cât mai curând posibil. Acest lucru este necesar nu numai pentru a vă asigura că tranzistorul dvs. are timp să lucreze la frecvențe înalte. Cu cât tensiunea de poarta tranzistorului, este mai mică rezistența canalului de MOSFET la sau mai puțin decât saturație tensiunea colector-emitor de la tranzistoare IGBT. Valoarea prag a tensiunii de deschidere a tranzistorilor este de obicei de 2 până la 4 volți, iar maximul la care tranzistorul este complet deschis este de 10-15 volți. Prin urmare, trebuie aplicată o tensiune de 10-15 volți. Dar chiar și în acest caz, poarta capacitate este încărcat la o dată și un timp tranzistorul funcționează într-o porțiune neliniara a caracteristicilor sale cu rezistență mare canal, ceea ce duce la o cădere de tensiune mare peste tranzistor și încălzire excesivă. Aceasta este așa-numita manifestare a efectului Miller.
Pentru a încărca rapid capacitatea poarta tranzistorului și a deschis, este necesar să circuitul de control ar putea oferi cât mai mult posibil curentul de încărcare a tranzistorului. tranzistor poarta capacitate pot învăța din datele de pașaport ale produsului și ar trebui să fie luate în calculul Cin = siss.
De exemplu, luați MOSFET - tranzistorul IRF740. El are următoarele caracteristici care ne interesează:
Timp de deschidere (Rise Time - Tr) = 27 (ns)
Timp de închidere (Timp de toamnă - Tf) = 24 (ns)
Capacitate de intrare (capacitate de intrare - Ciss) = 1400 (pF)
Curentul maxim deschis al tranzistorului se calculează astfel:
Curentul maxim de închidere al tranzistorului este determinat de același principiu:
Deoarece, în mod normal, folosim 12 volți pentru alimentarea cu energie, rezistența limitatoare de curent este definită folosind legea lui Ohm.
Aceasta este, rezistorul Rg = 20 Ohm, în conformitate cu seria standard E24.
De asemenea, este necesar să se țină seama de tensiunea maximă de încărcare, care va comuta cheile. În acest caz este de 200 de volți.
Următorul parametru foarte important este viteza de blocare. Acest lucru permite eliminarea fluxului de curenți prin intermediul circuitelor push-pull prezentate în figura de mai jos, cauzând pierderi și supraîncălzire.
Dacă citiți cu atenție la începutul articolului, atunci datele de pașaport ale tranzistorului se poate vedea că timpul de închidere trebuie să fie mai mic decât timpul de deschidere și închidere, respectiv, un curent deasupra deschiderii Dacă> Ir curent. Furnizați o mai mare curent de inchidere de rezistenta poate fi redusă Rg, dar, de asemenea, crește și apoi curent de deschidere va afecta amplitudinea tensiunii de comutare la Spike turn-off, în funcție de rata de descreștere a di / dt curent. Din acest punct de vedere, creșterea vitezei de comutare este mai mult un factor negativ, ceea ce reduce fiabilitatea dispozitivului.
În acest caz, vom folosi proprietatea remarcabilă a semiconductorilor, vom trece curentul într-o direcție și vom stabili o diodă în circuitul de poartă care va trece de curentul de blocare al tranzistorului.
Astfel, declanșarea curentului Ir va curge prin rezistorul R1 și bifurcație curentul Dacă - VD1 prin dioda, precum și rezistența la p - n joncțiune dioda este mult mai mică decât rezistența rezistorul R1, atunci Dacă> Ir. Pentru a bloca curent nu depășește valoarea sa, dioda este conectat în serie cu un rezistor care definesc neglijând impedanta dioda în stare deschisă.
Luați cea mai mică din seria standard E24 R2 = 16 Ohm.
Acum, să ne uităm la ce este numele șoferului de la driverul de vârf și driverul cheie inferior.
Se știe că tranzistoarele MOSFET și IGBT sunt controlate de tensiune, și anume Ugs de la sursa Gate-Source.
Care este cheia superioară și cea inferioară? Diagrama de mai jos prezintă diagrama jumătății de pod. Această schemă conține tastele superioare și inferioare, respectiv VT1 și VT2. VT1 superior de scurgere-cheie conectat la sursa de alimentare pozitivă Vcc, iar sursa încărcăturii și să fie deschisă în ceea ce privește sursa de tensiune aplicată. Cheia inferioară, scurgerea este conectată la sarcină, iar sursa la sursa de alimentare minus (masă) și trebuie deschisă printr-o tensiune aplicată la sol.
Și în cazul în care comutatorul de pe partea joasă, totul este clar, și ia dat un volt 12 - a deschis, și ia dat 0 volți - închis, apoi tasta de sus are nevoie de un circuit special, care va deschide aceasta în raport cu tensiunea de la sursa de tranzistor. Această schemă este deja implementată în interiorul conducătorului auto. Tot ce trebuie este să adăugați capacitate C2 bustreptnuyu conducător auto, care va fi încărcat tensiunea de alimentare conducător auto, dar în ceea ce privește sursa de tranzistor, așa cum se arată în figura de mai jos. Este această tensiune pe care cheia superioară o va debloca.
Această schemă este destul de viabilă, dar utilizarea unei capacități furtunoase îi permite să lucreze în intervale restrânse. Această capacitate este încărcată atunci când tranzistorul de jos este deschis și nu poate fi prea mare dacă circuitul ar trebui să funcționeze la frecvențe înalte și, de asemenea, nu poate fi prea mic când funcționează la frecvențe joase. Aceasta este, într-o astfel de implementare, nu putem ține sus cheie este infinit deschis, se va închide imediat după descărcarea C2 condensator, și dacă utilizați o capacitate mai mare, este posibil să nu aibă timp să reîncărcați pentru următoarea perioadă de tranzistor.
Noi nu suntem doar se confruntă cu această problemă și de foarte multe ori a trebuit să experimenteze cu o selecție de capacitate bustreptnoy atunci când schimbă frecvența de comutare a circuitului sau a algoritmului. Problema a fost rezolvată în timp și foarte simplu, cea mai fiabilă și "aproape" cea mai ieftină cale. Studiind referința tehnică la modelul DMC1500, am fost interesați de scopul conectorului P8.
După ce ați citit cu atenție manualul și înțelegeți bine schema întregului unitate, sa dovedit că acest conector pentru conectarea unei singure puteri izolate galvanic. Minus sursa de alimentare pe care o conectăm la sursa cheii superioare și plus la intrarea driverului Vb și piciorul plus al capacității bootleg. Astfel, condensatorul este încărcat constant, ceea ce face posibilă menținerea comutatorului superior deschis atâta timp cât este necesar, indiferent de starea cheii inferioare. Această adăugare de scheme vă permite să implementați orice algoritm de comutare a cheilor.
Ca sursă de alimentare pentru încărcarea unui rezervor de mare capacitate, puteți utiliza atât un transformator convențional cu un redresor și un filtru, cât și un convertor DC-DC.