Ключ на плечо! Москва), Кирилл Автушенко (КОМПЭЛ). От надежной работы выходных каскадов силовых электронных устройств зависит, в конечном итоге, работа всей производственной линии, где эти устройства применяются. Для надежного и качественного переключения управляющих силовых ключей — высоковольтных MOSFET- и IGBT- транзисторов — необходимо обеспечить выполнение ряда условий. Задача усложняется тем, что в высоковольтной системе напряжение истока (т. Таким образом, напряжение низковольтной части должно иметь смещение относительно источника питания высоковольтной части системы, которое, в свою очередь, часто является двуполярным. Дело в том, что высоковольтные силовые ключи, как правило, имеют значительные паразитные емкости, способные накапливать большие заряды в области затвора. Для полноценного переключения таких транзисторов этот заряд необходимо рассосать или накачать, что и обеспечивается с помощью больших выходных токов драйвера.

На рисунке 1 представлена схема, в которой силовой транзистор является верхним ключом. Если нагрузка включена между плюсом силовой шины и стоком силового транзистора, подключенного истоком к общей шине, то в такой схеме транзистор будет являться силовым нижним ключом. Пример схемы включения силового транзистора в качестве верхнего ключа. Компания International Rectifier выпускает такие драйверы в одноканальном и двуканальном исполнении, с различными значениями выходных токов (до 4 А) и вариантами конфигураций инвертированных входов. Перечень доступных микросхем представлен в таблице 1.

Микросхемы драйверов верхнего/нижнего ключей    Наименование Кол- во каналов Напря- жение на шине, В Io+, м. A Io- , м. A Ton ном., нс Toff ном., нс Инверти- рованные входы Корпус Драйверы нижнего ключа IR2. Lead SOIC   IRS4. Lead SOT2. 3   IR2. IN1 / IN2   8- Lead SOIC   IRS4. IN1 / IN2   8- Lead SOIC   IRS4.

Lead SOIC   IRS4. IN1 / IN2   8- Lead SOIC   IRS4. IN1   8- Lead SOIC   Драйверы верхнего ключа IRS2. D1   6. 00   2. 00   3. Lead SOIC   IRS2. IN   8- Lead SOIC   IRS2. IN   8- Lead SOIC   IR2.

Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2.

Lead SOIC   IRS2. IN   8- Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2.

Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC. Следует отметить, что любой драйвер верхнего ключа может быть использован в качестве драйвера нижнего ключа, если применение доступных драйверов нижнего ключа не может обеспечить требуемых рабочих характеристик системы. Эти драйверы управляют входными каналами независимо, что может быть использовано для одновременного открытия обоих ключей, или зависимо — это подразумевает невозможность одновременного открытия ключей (даже на короткий период за счет встраиваемой паузы между переключением ключей — так называемый Dead- Time (DT)), что обеспечивает принципиальное отсутствие сквозного тока через ключи.

Управление силовыми ключами MOSFET и IGBT. Драйверы бывают верхнего и нижнего ключей в отдельности, либо . Для оценочного расчета достаточно воспользоваться выражениями (1), (4) и (5). Выбор драйвера затвора осуществляют исходя из мощности .

Во втором случае драйверы носят название полумостового драйвера (Half- Bridge driver). Гарантией надежного закрытия противоположного транзистора является встроенная схема, контролирующая состояние ключей, и наличие схемы задержки, формирующей промежуток времени, в течение которого закрыты оба транзистора в плечах полумоста. Внутренняя структурная схема драйвера IRS2. Как видно из рисунка 2, сигналы управления верхним и нижним ключами поступают через соответствующие входы Hin и Lin на триггеры Шмитта, затем через элемент «3.

ИЛИ- НЕ» — на преобразователи уровня и формирователи ШИМ. Благодаря наличию элементов логического «ИЛИ» существует возможность заблокировать работу драйвера с помощью входного сигнала (Shut- Down), а имеющиеся на входе элементов RS- триггеры исключают неопределенное состояние входов после подачи напряжения питания на устройство. Некоторые драйверы интерпретируют как логическую единицу входной сигнал, уровень которого составляет не менее 1. IRS2. 11x). Другие драйверы (например, серий IRS2. IRS2. 12x и IRS2. Для указанных типов драйверов он соответствует интервалу 1,5. Типовые схемы включения драйверов представлены на рисунке 3.

Типовые схемы включения полумостовых драйверов: без Dead- Time (а) и с Dead- Time (б). Номенклатура полумостовых драйверов в портфеле IR очень широка. В следующих сводных таблицах 2 и 3 приводится информация о микросхемах, представляющих наибольший интерес для пользователя. Полумостовые драйверы без встроенной функции Dead- Time    Наименование Напря- жение на шине, В Ток Io+, м. A Ток. Io- , м. A Время вклю- чения Ton ном., нс Время выклю- чения Toff ном., нс Инверти- рованные входы Разделены сигнальная и силовая «земли» Вход отклю- чения (SD) Корпус IRS2. M2. 00   1. 30   2. PQFN 4 x 4   IRS2.

Для правильного выбора и расчета IGBT-драйвера необходимо решить. Новая интегральная микросхема драйвера 2ED020I12-F для IGBT / MOSFET .

Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Да   Да   1. 6- Lead SOIC   IR2. LIN / HIN       8- Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2.

D6. 00   2. 00   3. Lead SOIC   IRS2. D6. 00   2. 00   3. Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2.

Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Да   Да   1. 6- Lead SOIC   IRS2.

• В интернете есть формулы для расчета токов, протекающих через драйвер. Я же хочу показать какие есть схемы управления .
• Устройство, управляющее полупроводниковым модулем (MOSFET, IGBT, тиристор и т.д.). Вопросы, связанные с анализом режимов работы драйверов, интересу- ют не только.

LIN/HIN       1. 4- Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Да   Да   1. 4- Lead SOIC   IRS2. M6. 00   1. 90. 0   2. Да   Да   PQFN 4 x 4   IR2. LIN/HIN       1. 6- Lead SOIC   IRS2.

Да   Да   1. 6- Lead SOIC   IRS2. M6. 00   2. 50. 0   2. Да   Да   PQFN 4 x 4   IRS2. Lead SOIC   IRS2. Да   Да   1. 4- Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IR2. 21.

Да   Да   1. 6- Lead SOIC   Таблица 3. Полноценные полумостовые драйверы (с Dead- Time)    Наименование Напря- жение на шине, В Ток Io+, м.

A Ток Io- , м. A Время задержки переклю- чения плечей полумоста ном., нс Время вклю- чения Ton ном., нс Время выклю- чения Toff ном., нс Инверти- рованные входы Разделены сигнальная и силовая «земли» Корпус IRS2. LIN     8- Lead SOIC   IRS2. Lead SOIC   IR2. 56. LIN/HIN     8- Lead SOIC   IR2. LIN/HIN     8- Lead SOIC   IRS2. S6. 00   2. 00   3. IN     8- Lead SOIC   IRS2.

D6. 00   2. 00   3. LIN     8- Lead SOIC   IR2. LIN     8- Lead SOIC   IRS2. LIN     8- Lead SOIC   IRS2.

Lead SOIC   IRS2. HIN     8- Lead SOIC   IRS2. Естественно, такую систему управления силовыми транзисторами можно реализовать с помощью трех полумостовых драйверов. Но, при всей своей очевидности, данное решение получается довольно габаритным, различие значений некоторых параметров драйверов разных фаз может приводить к «перекосам» системы, снижению эффективности управления и понижению общего КПД системы. Наиболее интересным примером такого драйвера является микросхема IRS2. D, представленная на рисунке 4.

Драйвер имеет семь выходных каналов, управляемых независимыми входами. Шесть каналов используются для построения самого трехфазного моста, а седьмой канал может применяться для реализации корректора коэффициента мощности (ККМ) или системы защиты и рекуперации. Типовая схема включения семиканального трехфазного драйвера. Если с функционалом ККМ вопросов у читателя, вероятно, не возникнет, то описание работы системы защиты может быть полезным. Итак, при управлении мощным мотором с высокой механической инерционностью, при снятии управляющих воздействий с драйвера (для остановки мотора) мотор может продолжить свое вращение по инерции, выполняя тем самым роль генератора электроэнергии — потенциал силовой шины системы начнет повышаться. Если мотор достаточно мощный, то напряжение может вырасти настолько, что превысит все допустимые уровни рабочих напряжений как драйвера, так и транзисторов моста, что приведет к их пробою и выходу из строя.

Для предотвращения такой ситуации может использоваться дополнительный седьмой канал драйвера. Mad Max Pc Черный Экран подробнее.