Mizunguko ya kiendeshi kwa transistors zenye athari ya shamba zenye nguvu nyingi. Nguvu ya MOSFET Dereva kwa Mizunguko ya Chini ya Voltage

"Dereva wa ZVS" (Zero Voltage Switching) ni jenereta rahisi sana na kwa hiyo ya kawaida kabisa ya chini ya voltage. Imekusanywa kulingana na mpango rahisi, na ufanisi wa suluhisho hili unaweza kufikia 90% au zaidi. Ili kukusanya kifaa, choko moja ni ya kutosha, jozi transistors za athari za shamba, vipinga vinne, diode mbili, diode mbili za zener, na mzunguko wa kufanya kazi wa oscillating na midpoint kwenye coil. Unaweza kufanya bila hatua ya kati, na tutazungumzia kuhusu hili baadaye.

Unaweza kupata utekelezaji mwingi wa mzunguko huu kwenye mtandao, ikiwa ni pamoja na hita za induction, jiko la induction, transfoma ya juu-voltage, na vibadilishaji vya voltage ya juu-frequency tu. Mzunguko unafanana na jenereta ya Royer, lakini sio moja. Wacha tuangalie jinsi mpango huu unavyofanya kazi.

Wakati nguvu inatumiwa kwenye mzunguko, sasa huanza kuingia kwenye mifereji ya transistors zote mbili za athari za shamba, wakati huo huo uwezo wa lango hushtakiwa kwa njia ya kupinga. Kwa kuwa transistors za athari za shamba hazifanani kabisa, mmoja wao (kwa mfano Q1) hufungua kwa kasi na huanza kufanya sasa, wakati lango la transistor nyingine Q2 inatolewa kupitia diode D2, ambayo imefungwa kwa usalama.

Kwa kuwa mpango unajumuisha mzunguko wa oscillatory, voltage kwenye bomba la transistor iliyofungwa ya athari ya shamba Q2 huongezeka kwanza, lakini kisha hupungua, kupita kwa sifuri, kwa wakati huu lango la transistor ya athari ya shamba Q1 hutoka haraka, na transistor ya kwanza ya wazi Q1 sasa iko. imefungwa, na kwa kuwa sasa imefungwa, kukimbia kwake tayari sio sifuri, na lango la transistor ya pili ya Q2 imefungwa tena kwa njia ya kupinga, na transistor ya pili Q2 sasa inafungua, huku ikitoa lango la transistor Q1 kupitia diode D1. .

Baada ya kipindi cha nusu, kila kitu kinarudiwa kinyume chake - transistor ya pili itafunga, na ya kwanza itafungua, nk Kwa njia hii, oscillations ya sinusoidal itaonekana kwenye mzunguko. Choke L1 hupunguza usambazaji wa sasa na kulainisha mizunguko midogo ya kubadili.

Ni rahisi kutambua kwamba kuzima kwa transistors zote mbili za athari za shamba hutokea kwa voltage ya sifuri kwenye mifereji yao, wakati sasa katika coil ya kitanzi ni ya juu, ambayo ina maana kwamba hasara za kubadili hupunguzwa, na hata kwa nguvu ya kifaa cha 1 kW. (kwa mfano, kwa), funguo zinahitaji tu radiators ndogo. Hii inaelezea umaarufu mkubwa wa mpango huu.

Mzunguko wa oscillations binafsi unaweza kuhesabiwa kwa urahisi kwa kutumia formula f = 1/(2π*√[L*C]), tangu inductance ya vilima vya msingi (kama uunganisho wa transformer hutumiwa) na uwezo wa fomu ya capacitor. mzunguko ambao una mzunguko wake wa resonant. Ni muhimu kukumbuka kwamba amplitude ya oscillations itakuwa takriban 3.14 (Pi) mara zaidi kuliko voltage ya usambazaji.

Hapa vipengele vya kawaida ambayo hutumiwa kwa mkusanyiko: watts tano 470 Ohm resistors ili kupunguza sasa malipo ya milango; resistors mbili za 10 kOhm za kuvuta milango kwa minus; Diode za Zener kwa volts 12, 15 au 18, ili kulinda milango kutoka kwa kuzidi voltage inaruhusiwa; na diode za UF4007 za kutekeleza milango kupitia mikono ya kinyume ya mzunguko.

Transistors za athari ya shamba IRFP250 na IRFP260 zinafaa kwa kiendeshi hiki cha ZVS. Kwa kawaida, ikiwa ni lazima baridi ya ziada, basi kila transistor lazima imewekwa kwenye radiator tofauti, kwani transistors haifanyi kazi wakati huo huo. Ikiwa kuna radiator moja tu, basi matumizi ya substrates ya kuhami ni ya lazima. Ugavi wa mzunguko haupaswi kuzidi volts 36 kutokana na vikwazo vya kawaida vya lango.

Ikiwa mzunguko hauna katikati, basi funga tu choki mbili badala ya moja kwa kila mkono, na hali ya kufanya kazi inabaki sawa, sawa na kwa koo moja.

Wakati huo huo, bidhaa kulingana na mzunguko huu wa kujitegemea wa ZVS tayari umeonekana kwenye Aliexpress, wote kwa choko moja na mbili. Lahaja iliyo na choki mbili ni rahisi sana kama usambazaji wa nguvu wa resonant kwa inductors za kupokanzwa bila katikati.

Nguvu za transistors za athari za shamba za MOSFET ni nzuri kwa kila mtu, isipokuwa kwa nuance moja ndogo - mara nyingi haiwezekani kuunganisha moja kwa moja kwenye pini za microcontroller.

Hii ni, kwanza, kutokana na ukweli kwamba mikondo inayoruhusiwa kwa pini za microcontroller mara chache huzidi 20 mA, na kwa sana kubadili haraka MOSFETs (yenye pande nzuri), wakati unahitaji haraka sana malipo au kutekeleza lango (ambalo daima lina uwezo fulani), zinahitaji mikondo ambayo ni amri ya ukubwa zaidi.

Na, pili, ugavi wa nguvu wa mtawala ni kawaida 3 au 5 Volts, ambayo, kwa kanuni, inaruhusu udhibiti wa moja kwa moja tu wa darasa ndogo la wafanyakazi wa shamba (inayoitwa ngazi ya mantiki). Na kwa kuzingatia kwamba kwa kawaida ugavi wa umeme wa mtawala na usambazaji wa umeme kwa saketi iliyobaki huwa na waya wa kawaida hasi, darasa hili linapunguzwa tu kwa vifaa vya uga vya "kiwango cha mantiki" cha N-channel.

Mojawapo ya ufumbuzi katika hali hii ni matumizi ya microcircuits maalum - madereva, ambayo yameundwa kwa usahihi kuteka mikondo kubwa kupitia milango ya shamba. Hata hivyo, chaguo hili sio bila vikwazo vyake. Kwanza, madereva hawapatikani kila wakati katika maduka, na pili, ni ghali kabisa.

Katika suala hili, wazo lilitokea kufanya dereva rahisi, wa gharama nafuu, huru ambayo inaweza kutumika kudhibiti vifaa vyote vya N-channel na P-channel katika mzunguko wowote wa chini-voltage, sema hadi volts 20. Naam, kwa bahati nzuri , mimi, napenda mtoaji halisi wa redio, aliyejaa kila aina ya taka za elektroniki, kwa hivyo baada ya mfululizo wa majaribio mpango huu ulizaliwa:

  1. R 1 =2.2 kOhm, R 2 =100 Ohm, R 3 =1.5 kOhm, R 4 =47 Ohm
  2. D 1 - diode 1N4148 (pipa ya glasi)
  3. T 1, T 2, T 3 - transistors KST2222A (SOT-23, kuashiria 1P)
  4. T 4 - transistor BC807 (SOT-23, kuashiria 5C)

Uwezo kati ya Vcc na Out unaashiria uunganisho wa swichi ya uwanja wa P-channel, uwezo kati ya Out na Gnd unaashiria muunganisho wa swichi ya shamba la N-channel (uwezo wa lango la swichi hizi za shamba).

Mstari wa nukta hugawanya mzunguko katika hatua mbili (I na II). Katika kesi hii, hatua ya kwanza inafanya kazi kama amplifier ya nguvu, na hatua ya pili kama amplifier ya sasa. Uendeshaji wa mzunguko umeelezwa kwa undani hapa chini.

Hivyo. Ikiwa ingizo la In linaonekana ngazi ya juu ishara, kisha transistor T1 inafungua, transistor T2 inafunga (kwani uwezo katika msingi wake hupungua chini ya uwezo katika emitter). Matokeo yake, transistor T3 inafunga, na transistor T4 inafungua na kwa njia hiyo uwezo wa lango la kubadili shamba lililounganishwa huchajiwa tena. (Mkondo wa msingi wa transistor T4 unapita kwenye njia E T4 -> B T4 -> D1-> T1-> R2-> Gnd).

Ikiwa kiwango cha chini cha ishara kinaonekana kwenye pembejeo, basi kila kitu kinatokea kwa njia nyingine - transistor T1 inafunga, kwa sababu ambayo uwezo wa msingi wa transistor T2 huongezeka na hufungua. Hii husababisha transistor T3 kuwasha na transistor T4 kuzima. Uwezo wa lango la kubadili shamba lililounganishwa huchajiwa tena kupitia transistor T3 iliyo wazi. (Mkondo wa msingi wa transistor T3 hutiririka kwenye njia Vcc->T2->R4->B T3 ->E T3).

Hayo kimsingi ndiyo maelezo yote, lakini baadhi ya hoja huenda zinahitaji maelezo ya ziada.

Kwanza, ni nini transistor T2 na diode D1 katika hatua ya kwanza? Kila kitu ni rahisi sana hapa. Sio bure kwamba niliandika juu ya njia za mtiririko wa mikondo ya msingi ya transistors za pato majimbo tofauti mpango. Waangalie tena na ufikirie nini kitatokea ikiwa hakuna transistor T2 na kuunganisha. Katika kesi hii, transistor T4 itafunguliwa na sasa kubwa (maana ya sasa ya msingi ya transistor) inapita kutoka kwa pato la Out kwa njia ya wazi T1 na R2, na transistor T3 itafunguliwa na sasa ndogo inapita kupitia resistor R3. Hii inaweza kusababisha ukingo mrefu sana unaoongoza wa mipigo ya pato.

Kweli, pili, wengi watapendezwa na kwa nini resistors R2 na R4 zinahitajika. Niliziunganisha ili angalau kupunguza kikomo cha sasa cha kilele kupitia besi za transistors za pato, na pia kusawazisha kingo zinazoongoza na zinazofuata za mapigo.

Kifaa kilichokusanyika kinaonekana kama hii:

Mpangilio wa dereva unafanywa kwa vipengele vya SMD, na kwa njia ambayo inaweza kushikamana kwa urahisi na bodi kuu ya kifaa (katika nafasi ya wima) Hiyo ni, kwenye ubao kuu tunaweza kuwa na daraja la nusu au kitu kingine kilichowekwa, na kinachobakia ni kuunganisha kwa wima kwenye ubao huu. katika maeneo sahihi bodi za madereva.

Wiring ina sifa fulani. Ili kupunguza kwa kiasi kikubwa ukubwa wa bodi, tulipaswa "kidogo kimakosa" njia ya transistor ya T4. Kabla ya kuiweka kwenye ubao, unahitaji kuigeuza uso chini (iliyowekwa alama) na kuinama miguu ndani upande wa nyuma(kwa bodi).

Kama unaweza kuona, muda wa mipaka hautegemei kiwango cha voltage ya usambazaji na ni zaidi ya 100 ns. Kwa maoni yangu, ni nzuri kwa muundo kama huo wa bajeti.

Madereva wa FET

Madereva ya transistor ya MOSFET na IGBT - vifaa vya kudhibiti vifaa vyenye nguvu vya semiconductor katika hatua za pato za vibadilishaji. nishati ya umeme. Zinatumika kama kiunga cha kati kati ya mzunguko wa kudhibiti (mtawala au dijiti processor ya ishara) na vipengele vyenye nguvu vya utendaji.

Hatua za maendeleo ya nishati ya umeme (nguvu) imedhamiriwa na maendeleo katika teknolojia ya swichi za nguvu na nyaya zao za udhibiti. Mwelekeo mkuu katika umeme wa umeme ni kuongeza masafa ya uendeshaji ya vibadilishaji fedha ambavyo ni sehemu ya kubadili vifaa vya umeme. Kubadilisha umeme kwa masafa ya juu huruhusu kuboresha sifa maalum za uzito na saizi transfoma ya mapigo, capacitors na chujio hulisonga. Vigezo vya nguvu na tuli vya vifaa vya nguvu vinaboreshwa daima, lakini swichi zenye nguvu lazima pia kudhibitiwa kwa ufanisi. Viendeshi vya kasi vya juu vya MOSFET na transistors za IGBT vimeundwa kwa mwingiliano wa usawa kati ya mzunguko wa udhibiti na hatua za pato. Madereva yana mikondo ya pato la juu (hadi 9 A), nyakati fupi za kupanda, nyakati za kuanguka, ucheleweshaji na mengine ya kuvutia sifa tofauti. Uainishaji wa dereva unaonyeshwa kwenye Mchoro 2.15.

Mchoro 2.15 - Uainishaji wa madereva

Dereva lazima awe na angalau moja pato la nje(V mizunguko ya kusukuma-kuvuta mbili), ambayo ni ya lazima. Inaweza kutumika kama amplifier ya kabla ya kunde au moja kwa moja kipengele muhimu kama sehemu ya chanzo cha mapigo lishe.

Kama kifaa kinachodhibitiwa ndani nyaya za nguvu kwa madhumuni mbalimbali transistors za bipolar, transistors za MOS na vifaa vya aina ya trigger (thyristors, triacs) vinaweza kutumika. Mahitaji ya dereva ambayo hutoa udhibiti bora katika kila moja ya kesi hizi ni tofauti. Dereva transistor ya bipolar lazima udhibiti mkondo wa msingi wakati umewashwa na uhakikishe uwekaji upya wa wabebaji wachache kwenye msingi wakati wa hatua ya kuzima. Thamani za juu za sasa za udhibiti hutofautiana kidogo kutoka kwa wastani wa muda unaolingana. Transistor ya MOS inadhibitiwa na voltage, hata hivyo, mwanzoni mwa vipindi vya kuwasha na kuzima, dereva lazima apitishe mikondo mikubwa ya mapigo ya malipo na kutoa capacitors ya kifaa. Vifaa vya aina ya trigger vinahitaji uundaji wa pigo fupi la sasa tu mwanzoni mwa muda wa kubadili, kwani kuzima (kuzima) kwa vifaa vya kawaida hutokea kando ya kuu, na sio udhibiti, electrodes. Mahitaji haya yote lazima yatimizwe kwa digrii moja au nyingine na madereva yanayolingana.

Kielelezo 2.16…2.18 kinaonyesha miradi ya kawaida kuwasha transistors za MOSFET zenye athari ya bipolar na athari shambani kwa kutumia transistor moja kwenye kiendeshi. Hizi ni zinazoitwa mizunguko na kuzima tu kwa transistor ya nguvu. Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu, muundo wa mizunguko ya dereva ni sawa kabisa, ambayo inafanya uwezekano wa kutumia nyaya sawa kudhibiti transistors za aina zote mbili. Katika kesi hiyo, resorption ya flygbolag kusanyiko katika muundo wa transistor hutokea kwa njia ya kipengele passiv - resistor nje. Upinzani wake, ambao huzuia mpito wa udhibiti sio tu wakati wa kuzima, lakini pia wakati wa muda wa kugeuka, hauwezi kuchaguliwa mdogo sana, ambayo hupunguza kiwango cha resorption ya malipo.

Ili kuongeza kasi ya transistor na kuunda swichi za juu-frequency, ni muhimu kupunguza upinzani wa mzunguko wa kurejesha malipo. Hii inafanywa kwa kutumia transistor iliyowekwa upya, ambayo imewashwa tu wakati wa mapumziko. Mizunguko ya udhibiti inayofanana ya transistors ya bipolar na MOS imewasilishwa kwenye Mchoro 2.17.

Hivi sasa, transistors za MOSFET na IGBT hutumiwa zaidi kama swichi za nguvu za juu na za kati. Ikiwa tunazingatia transistors hizi kama mzigo kwa mzunguko wao wa udhibiti, basi ni capacitors yenye uwezo wa maelfu ya picofarads. Ili kufungua transistor, uwezo huu lazima utozwe, na wakati wa kufunga, lazima ufunguliwe, na haraka iwezekanavyo. Hii inahitaji kufanywa sio tu ili transistor yako iwe na wakati wa kufanya kazi kwa masafa ya juu. Kadiri voltage ya lango la transistor inavyoongezeka, ndivyo upinzani wa chaneli kwa MOSFET unavyopungua au kupungua kwa voltage ya kueneza kwa mtoza-emitter kwa transistors za IGBT. Voltage ya kizingiti cha kufungua transistors kawaida ni volts 2-4, na kiwango cha juu ambacho transistor imefunguliwa kikamilifu ni volts 10-15. Kwa hiyo, voltage ya volts 10-15 inapaswa kutumika. Lakini hata katika kesi hii, capacitance ya lango haijashtakiwa mara moja na kwa muda fulani transistor inafanya kazi katika sehemu isiyo ya kawaida ya tabia yake na upinzani wa juu wa njia, ambayo inasababisha kushuka kwa voltage kubwa kwenye transistor na inapokanzwa sana. Huu ndio unaoitwa udhihirisho wa athari ya Miller.

Ili capacitance ya lango iweze malipo ya haraka na transistor kufungua, ni muhimu kwamba mzunguko wako wa udhibiti unaweza kutoa malipo mengi ya sasa iwezekanavyo kwa transistor. Uwezo wa lango la transistor unaweza kupatikana kutoka kwa data ya pasipoti ya bidhaa na wakati wa kuhesabu, unapaswa kuchukua Cvx = Ciss.

Kwa mfano, hebu tuchukue transistor ya MOSFET IRF740. Ina sifa zifuatazo zinazotuvutia:

Saa ya Ufunguzi (Muda wa Kupanda - Tr) = 27 (ns)

Muda wa Kufunga (Saa za Kuanguka - Tf) = 24 (ns)

Uwezo wa Kuingiza - Ciss = 1400 (pF)

Upeo wa sasa Tunahesabu ufunguzi wa transistor kama:

Tunaamua kiwango cha juu cha kufunga sasa cha transistor kwa kutumia kanuni sawa:

Kwa kuwa kwa kawaida tunatumia volts 12 ili kuimarisha mzunguko wa udhibiti, tutaamua kupinga kwa sasa kwa kutumia sheria ya Ohm.

Hiyo ni, resistor Rg = 20 Ohm, kulingana na mfululizo wa kawaida wa E24.

Tafadhali kumbuka kuwa haiwezekani kudhibiti transistor moja kwa moja kutoka kwa mtawala; nitaanzisha nini kiwango cha juu cha voltage ambayo mtawala anaweza kutoa itakuwa ndani ya volts 5, na sasa ya juu itakuwa ndani ya 50 mA. Pato la mtawala litakuwa limejaa, na transistor itaonyesha athari ya Miller, na mzunguko wako utashindwa haraka sana, kwa kuwa mtu, ama mtawala au transistor, atazidisha kwanza.
Kwa hiyo, ni muhimu kuchagua dereva sahihi.
Dereva ni amplifier ya nguvu ya kunde na imeundwa kudhibiti swichi za nguvu. Viendeshi vinaweza kuwa funguo za juu na za chini kando, au kuunganishwa katika nyumba moja kwenye kiendeshi cha ufunguo wa juu na wa chini, kwa mfano, kama vile IR2110 au IR2113.
Kulingana na taarifa iliyotolewa hapo juu, tunahitaji kuchagua dereva mwenye uwezo wa kudumisha lango la transistor sasa Ig = 622 mA.
Kwa hivyo, tutatumia dereva wa IR2011 anayeweza kusaidia lango la sasa Ig = 1000 mA.

Pia ni lazima kuzingatia voltage ya juu ya mzigo ambayo swichi zitabadilisha. KATIKA kwa kesi hii ni sawa na 200 volts.
Ifuatayo, sana parameter muhimu ni kasi ya kufunga. Hii huondoa mtiririko wa mikondo katika mizunguko ya kusukuma-kuvuta iliyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini, na kusababisha hasara na overheating.

Ikiwa unasoma kwa uangalifu mwanzo wa kifungu hicho, basi kwa mujibu wa data ya pasipoti ya transistor unaweza kuona kwamba wakati wa kufunga unapaswa kuwa chini ya muda wa ufunguzi na, ipasavyo, sasa ya kuzima inapaswa kuwa ya juu kuliko ya sasa ya ufunguzi. >Ir. Inawezekana kutoa sasa kubwa ya kufunga kwa kupunguza upinzani wa Rg, lakini kisha ufunguzi wa sasa pia utaongezeka, hii itaathiri ukubwa wa kuongezeka kwa voltage ya kubadili wakati wa kuzima, kulingana na kiwango cha kuoza kwa sasa di / dt. Kwa mtazamo huu, kuongeza kasi ya kubadili ni kwa kiasi kikubwa sababu hasi, kupunguza uaminifu wa kifaa.

Katika kesi hii, tutachukua faida ya mali ya ajabu ya semiconductors kupitisha sasa katika mwelekeo mmoja, na kufunga diode katika mzunguko wa lango ambayo itapita sasa ya kuzima ya transistor Ikiwa.

Kwa hivyo, Ir ya sasa ya lango itapita kupitia resistor R1, na lango la sasa Ikiwa litapita kupitia diode VD1, na kwa kuwa upinzani wa makutano ya p-n ya diode ni chini sana kuliko upinzani wa resistor R1, basi If> Ir . Ili kuhakikisha kwamba sasa ya kuzima haizidi thamani yake, tunaunganisha kupinga katika mfululizo na diode, upinzani ambao utatambuliwa kwa kupuuza upinzani wa diode katika hali ya wazi.

Wacha tuchukue ndogo iliyo karibu zaidi kutoka kwa safu ya kawaida E24 R2=16 Ohm.

Sasa hebu tuangalie nini jina la kiendeshi cha ufunguo wa juu na ufunguo wa chini unamaanisha nini.
Inajulikana kuwa transistors za MOSFET na IGBT zinadhibitiwa na voltage, yaani voltage ya lango-chanzo (Gate-Chanzo) Ugs.
Vifunguo vya juu na vya chini ni nini? Takwimu hapa chini inaonyesha mchoro wa daraja la nusu. Mzunguko huu una funguo za juu na za chini, VT1 na VT2, kwa mtiririko huo. Kubadili juu VT1 kunaunganishwa na kukimbia kwa Vcc ya ugavi mzuri, na kwa chanzo kwa mzigo na lazima ifunguliwe na voltage inayotumiwa kuhusiana na chanzo. ufunguo wa chini, kukimbia ni kushikamana na mzigo, na chanzo ni kushikamana na hasi usambazaji wa umeme (ardhi), na lazima kufunguliwa kwa voltage kutumika jamaa na ardhi.

Na ikiwa kila kitu ni wazi sana na ufunguo wa chini, tumia volts 12 kwake - inafungua, tumia volts 0 - inafunga, basi kwa ufunguo wa juu unahitaji mzunguko maalum ambao utaifungua kuhusiana na voltage kwenye chanzo. ya transistor. Mpango huu tayari unatekelezwa ndani ya dereva. Tunachohitaji ni kuongeza capacitance C2 kwa dereva, ambayo itatozwa na voltage ya usambazaji wa dereva, lakini kuhusiana na chanzo cha transistor, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Ni kwa voltage hii kwamba ufunguo wa juu utafunguliwa.

Mzunguko huu unafanya kazi kabisa, lakini matumizi ya uwezo wa nyongeza inaruhusu kufanya kazi katika safu nyembamba. Uwezo huu unachajiwa wakati transistor ya chini imefunguliwa na haiwezi kuwa kubwa sana ikiwa mzunguko lazima ufanye kazi kwa masafa ya juu, na pia hauwezi kuwa mdogo sana wakati wa kufanya kazi. masafa ya chini. Hiyo ni, kwa muundo huu, hatuwezi kuweka swichi ya juu wazi kwa muda usiojulikana; itafunga mara moja baada ya capacitor C2 kutolewa, lakini ikiwa tunatumia uwezo mkubwa, inaweza kukosa kuwa na wakati wa kuchaji tena kwa kipindi kijacho cha operesheni ya transistor. .
Tumekumbana na tatizo hili zaidi ya mara moja na mara nyingi sana tulilazimika kujaribu kuchagua uwezo wa nyongeza wakati wa kubadilisha mzunguko wa kubadili au algorithm ya uendeshaji ya mzunguko. Tatizo lilitatuliwa kwa muda na kwa urahisi sana, kwa njia ya kuaminika zaidi na "karibu" ya bei nafuu. Tulipokuwa tunasoma Rejeleo la Kiufundi la DMC1500, tulivutiwa na madhumuni ya kiunganishi cha P8.

Baada ya kusoma kwa uangalifu mwongozo na kuelewa vizuri mzunguko wa gari zima, ikawa kwamba hii ni kiunganishi cha kuunganisha umeme tofauti, uliotengwa kwa mabati. Tunaunganisha minus ya ugavi wa umeme kwa chanzo cha kubadili juu, na pamoja na pembejeo ya dereva wa Vb na mguu mzuri wa capacitance ya nyongeza. Kwa hivyo, capacitor inashtakiwa mara kwa mara, inafanya uwezekano wa kuweka ufunguo wa juu wazi kwa muda mrefu iwezekanavyo, bila kujali hali ya ufunguo wa chini. Nyongeza hii ya mpango inakuwezesha kutekeleza algorithm yoyote ya kubadili ufunguo.
Kama chanzo cha nguvu cha kuchaji uwezo wa nyongeza, unaweza kutumia kibadilishaji cha kawaida kilicho na kirekebishaji na kichungi, au kibadilishaji cha DC-DC.

Nakala hiyo imejitolea kwa maendeleo ya Electrum AV LLC kwa matumizi ya viwandani, ambayo sifa zake ni sawa na vifaa vya kawaida vinavyozalishwa na Semikron na CT Concept.

Dhana za kisasa za maendeleo umeme wa umeme, kiwango cha msingi wa teknolojia ya microelectronics ya kisasa huamua maendeleo ya kazi ya mifumo iliyojengwa kwenye vifaa vya IGBT vya usanidi na nguvu mbalimbali. Katika mpango wa serikali "Kitaifa msingi wa kiteknolojia"Kazi mbili zimetolewa kwa mwelekeo huu juu ya ukuzaji wa safu ya moduli za nguvu za kati za IGBT katika biashara ya Kontur (Cheboksary) na safu ya moduli za nguvu za juu za IGBT kwenye biashara ya Kremniy (Bryansk). Wakati huo huo, matumizi na maendeleo ya mifumo kulingana na modules za IGBT ni mdogo na ukosefu wa vifaa vya madereva wa ndani kwa ajili ya kudhibiti milango ya IGBT. Shida hii pia ni muhimu kwa transistors zenye nguvu ya juu zinazotumika katika mifumo ya kibadilishaji na voltages hadi 200 V.

Hivi sasa, vifaa vya kudhibiti kwa nguvu ya juu-athari na transistors za IGBT vinawakilishwa kwenye soko la "elektroniki" la Urusi na Agilent Technologies, IR, Powerex, Semikron, na CT Concept. Bidhaa za IR na Agilent zina tu kifaa cha kuzalisha mawimbi ya kudhibiti transistor na saketi za kinga na zinahitaji wakati wa kufanya kazi na transistors zenye nguvu nyingi au masafa ya juu kwa maombi yako vipengele vya ziada: Kibadilishaji cha umeme cha DC/DC cha nishati inayohitajika ili kuzalisha voltages za usambazaji kwa hatua za pato, hatua za nje zenye nguvu za kutoa ishara za udhibiti wa lango na mwinuko unaohitajika wa kingo, vipengele vya kinga (diodi za zener, diodi, nk), vipengele vya kiolesura cha mfumo ( mantiki ya pembejeo, uundaji wa michoro za udhibiti wa vifaa vya nusu-daraja, ishara za hali ya pekee ya optically ya hali ya transistor iliyodhibitiwa, voltages za usambazaji, nk). Bidhaa za Powerex pia zinahitaji kigeuzi cha DC/DC, na vipengee vya ziada vya nje vinahitajika ili kupatana na TTL, CMOS na optics ya nyuzi. Pia hakuna ishara za hali muhimu na kutengwa kwa galvanic.

Viendeshi vilivyokamilika zaidi vinavyofanya kazi ni kutoka kwa Semikron (mfululizo wa SKHI) na Dhana ya CT (Aina za Kawaida au za SCALE). Madereva ya Dhana ya CT ya safu ya Standart na madereva ya SKHI hufanywa kwa namna ya bodi za mzunguko zilizochapishwa na viunganisho vya kuunganishwa na mfumo wa kudhibiti na transistors zilizodhibitiwa na vitu muhimu vilivyowekwa juu yao na uwezo wa kusanikisha vitu vya kurekebisha na watumiaji. Bidhaa hizo ni sawa katika vipengele vyao vya kazi na parametric.

Aina mbalimbali za viendeshi vya SKHI zimeonyeshwa kwenye Jedwali 1.

Jedwali 1. Nomenclature ya madereva ya SKHI

Aina ya dereva wa Semikron Idadi ya vituo Upeo wa voltage ya kudhibiti. transistor, V Mabadiliko ya voltage ya lango, V Upeo wa juu. Utgång sasa, A Chaji ya juu ya lango, µC Mzunguko, kHz Voltage ya insulation, kV DU/dt, kV/µs
SKHI 10/12 1 1200 +15/–8 8 9,6 100 2,5 75
SKHI 10/17 1 1700 +15/–8 8 9,6 100 4 75
SKHI 21A 1 1200 +15/–0 8 4 50 2,5 50
SKHI 22A/22B 2 1200 +15/–7 8 4 50 2,5 50
SKHI 22A/H4 2 1700 +15/–7 8 4 50 4 50
SKHI 22V/H4 2 1700 +15/–7 8 4 50 4 50
SKHI 23/12 2 1200 +15/–8 8 4,8 100 2,5 75
SKHI 23/17 2 1700 +15/–8 8 4,8 100 4 75
SKI 24 2 1700 +15/–8 8 5 50 4 50
SKHI 26W 2 1600 +15/–8 8 10 100 4 75
SKHI 26F 2 1600 +15/–8 8 10 100 4 75
SKHI 27W 2 1700 +15/–8 30 30 10 4 75
SKHI 27F 2 1700 +15/–8 30 30 10 4 75
SKHI 61 6 900 +15/–6,5 2 1 50 2,5 15
SKHI 71 7 900 +15/–6,5 2 1 50 2,5 15
SKHIVS 01 7 1200 +15/–8 1,5 0,75 20 2,5 15

Viendeshaji vya CT Concept SCALE vinatokana na mkusanyiko wa msingi wa mseto na hujumuisha vipengele vikuu vya kudhibiti madoido yenye nguvu au transistors za IGBT ambazo zimewekwa kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa, na uwezo wa kufunga vipengele muhimu vya kurekebisha. Bodi pia ina vifaa vya viunganisho muhimu na soketi.

Aina mbalimbali za mikusanyiko ya msingi ya viendeshaji vya SCALE kutoka kwa Dhana ya CT imeonyeshwa katika Jedwali la 2.

Vifaa vya kiendeshi vinavyotengenezwa na Electrum AV vimekamilika kabisa, vifaa vilivyo na kazi kamili vyenye vyote vipengele muhimu kwa udhibiti wa lango transistors yenye nguvu, kutoa viwango vinavyohitajika uratibu wa ishara za sasa na zinazowezekana, muda wa kingo na ucheleweshaji, na vile vile viwango muhimu vya ulinzi wa transistors zinazodhibitiwa. viwango vya hatari voltage ya kueneza (upakiaji wa sasa au mzunguko mfupi) na voltage ya lango haitoshi. Vigeuzi vya DC/DC na hatua za pato za transistor zilizotumika zina uwezo muhimu ili kuhakikisha ubadilishaji wa transistors zilizodhibitiwa za nguvu yoyote kwa kasi ya kutosha ili kuhakikisha hasara ndogo za kubadili. Vigeuzi vya DC/DC na optocouplers vina viwango vya kutosha vya kutengwa kwa mabati kwa matumizi katika mifumo ya voltage ya juu.

Jedwali la 2. Nomenclature ya makusanyiko ya msingi ya viendeshaji vya SCALE kutoka kwa CT Concept

Aina ya dereva kutoka kwa Dhana ya CT Idadi ya vituo Voltage ya usambazaji wa dereva, V Upeo wa juu. pato la sasa, A Kiwango cha juu cha voltage kwenye udhibiti. transistor, V Nguvu ya pato, W Kuchelewa, ns Voltage ya insulation, V du/dt, kV/μs Ingång
IGD 508E 1 ±15 ±8 3300 5 225 5000 Vols
IGD 515E 1 ±15 ±15 3300 5 225 5000 Vols
IGD 608E 1 ±15 ±8 1200 6 60 4000 >50 Trance
IGD608A1 17 1 ±15 ±8 1700 6 60 4000 >50 Trance
IGD 615A 1 ±15 ±15 1200 6 60 4000 >50 Trance
IGD615A1 17 1 ±15 ±15 1700 6 60 4000 >50 Trance
IHD 215A 2 ±15 ±1.5 1200 1 60 4000 >50 Trance
IHD 280A 2 ±15 ±8 1200 1 60 4000 >50 Trance
IHD280A1 17 2 ±15 ±8 1700 1 60 4000 >50 Trance
IHD 680A 2 ±15 ±8 1200 3 60 4000 >50 Trance
IHD680A1 17 2 ±15 ±8 1700 3 60 4000 >50 Trance
IHD 580 F 2 ±15 ±8 2500 2,5 200 5000 Vols

Makala haya yatawasilisha vifaa MD115, MD150, MD180 (MD115P, MD150P, MD180P) kwa ajili ya kudhibiti transistors moja, pamoja na MD215, MD250, MD280 (MD215P, MD250P, MD280P) kwa ajili ya kudhibiti vifaa vya nusu-daraja.

Moduli ya kiendeshi ya IGBT ya chaneli moja na transistors zenye athari ya uga zenye nguvu ya juu: MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, ID180P

Moduli ya kiendeshi MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, MD180P - mseto mzunguko jumuishi kwa kudhibiti IGBT na transistors zenye nguvu za uga, ikijumuisha wakati zimeunganishwa kwa sambamba. Moduli hutoa ulinganifu wa viwango vya sasa na vya voltage na IGBT nyingi na transistors za athari ya shamba za nguvu za juu na voltage ya juu inaruhusiwa ya hadi 1700 V, ulinzi dhidi ya overload au mzunguko mfupi, na dhidi ya voltage haitoshi kwenye lango la transistor. Dereva hutoa ishara ya "kengele" wakati hali ya uendeshaji ya transistor inakiukwa. Kwa kutumia vipengele vya nje Njia ya uendeshaji ya dereva imeundwa udhibiti bora aina tofauti transistors. Dereva inaweza kutumika kuendesha transistors na matokeo ya "Kelvin" au kudhibiti sasa kwa kutumia upinzani wa sasa wa kuhisi. Vifaa vya MD115P, MD150P, MD180P vina kigeuzi kilichojengewa ndani cha DC/DC ili kuwasha hatua za kutoa matokeo ya kiendeshi. Vifaa MD115, MD150, MD180 vinahitaji chanzo cha nguvu cha nje kilichotengwa.

Mgawo wa siri

1 - “dharura +” 2 - “dharura –” 3 - “ingizo +” 4 - “ingizo –” 5 - “U nguvu +” (tu kwa miundo yenye faharasa ya “P”) 6 - “U nguvu –” ( kwa mifano tu iliyo na faharisi "P") 7 - "Jumla" 8 - "+E nguvu" 9 - "pato" - udhibiti wa lango la transistor 10 - "-E nguvu" 11 - "mbele" - pembejeo ya udhibiti wa voltage ya kueneza transistor iliyodhibitiwa 12 - "ya sasa" - pembejeo kwa ufuatiliaji wa sasa unaopita kupitia transistor inayodhibitiwa

Moduli za kiendeshi za IGBT ya njia mbili na transistors za athari ya uwanja wa nguvu IA215, IA250, IA280, IA215I, IA250I, IA280I

Moduli za kiendeshi MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P - mzunguko wa mseto wa kudhibiti IGBT na transistors zenye nguvu za athari ya shamba kupitia chaneli mbili, zote mbili kwa kujitegemea na kwa unganisho la daraja la nusu, pamoja na wakati. uunganisho sambamba transistors. Dereva hutoa ulinganifu wa viwango vya sasa na vya volteji na IGBT nyingi na transistors zenye nguvu ya juu zenye athari ya uga na kiwango cha juu. mikazo inayoruhusiwa hadi 1700 V, ulinzi dhidi ya overloads au mzunguko mfupi, kiwango cha kutosha cha voltage kwenye lango la transistor. Pembejeo za dereva zimetengwa kwa mabati kutoka kwa kitengo cha nguvu na voltage ya insulation ya 4 kV. Dereva ina vibadilishaji vya ndani vya DC/DC ambavyo vinaunda viwango muhimu vya kudhibiti milango ya transistors. Kifaa kinazalisha ishara za hali muhimu zinazoonyesha hali ya uendeshaji ya transistors, pamoja na upatikanaji wa nguvu. Kutumia vipengele vya nje, hali ya uendeshaji ya dereva inarekebishwa kwa udhibiti bora wa aina tofauti za transistors.

Jedwali la 4. Uteuzi wa pini wa moduli ya kiendeshi cha IGBT ya njia mbili na transistors za athari ya uwanja wa nguvu

Nambari ya siri. Uteuzi Kazi Nambari ya siri. Uteuzi Kazi
14 ВХ1 “+” Ingizo la udhibiti wa moja kwa moja wa Channel 1 15 IR Mtozaji wa kupima kwa ufuatiliaji wa voltage ya kueneza kwenye transistor iliyodhibitiwa ya chaneli ya kwanza
13 ВХ1 “–” Ingizo la udhibiti kinyume wa kituo cha kwanza 16 IR1 Uingizaji wa udhibiti wa voltage ya kueneza na kizingiti kinachoweza kubadilishwa na wakati wa kuzuia wa kituo cha kwanza
12 ST "+E shimo" Hali ya voltage ya usambazaji wa hatua ya pato la kituo cha kwanza 17 Nje2 Pato la udhibiti wa lango la transistor na wakati wa kuwasha wa transistor inayodhibitiwa ya chaneli ya kwanza
11 NW Ingizo la kuunganisha capacitor ya ziada (kuweka wakati wa kuchelewa kwa kuwasha) ya kituo cha kwanza 18 Nje1 Pato la udhibiti wa lango la transistor na wakati wa kuzima wa transistor iliyodhibitiwa ya chaneli ya kwanza
10 ST Pato la kengele ya hali kwenye transistor inayodhibitiwa ya chaneli ya kwanza 19 - Shimo la E
9 ZUIA Ingizo la kufunga 20 Mkuu Ugavi wa matokeo ya voltage ya sehemu ya nguvu ya dereva wa kituo cha kwanza
8 Si kushiriki 21 +E shimo Ugavi wa matokeo ya voltage ya sehemu ya nguvu ya dereva wa kituo cha kwanza
7 +5V 22 +E shimo"
6 Ingizo la kuunganisha nguvu kwenye mzunguko wa pembejeo 23 Mkuu" Ugavi wa matokeo ya voltage ya sehemu ya nguvu ya dereva wa kituo cha pili
5 ВХ2 “+” Ingizo la udhibiti wa moja kwa moja wa Channel 2 24 - shimo E" Ugavi wa matokeo ya voltage ya sehemu ya nguvu ya dereva wa kituo cha pili
4 ВХ2 “–” Ingizo la udhibiti kinyume wa chaneli ya pili 25 Nje1" Pato la udhibiti wa lango la transistor na wakati wa kuwasha wa transistor iliyodhibitiwa ya chaneli ya pili
3 ST "+E shimo"9 Hali ya voltage ya usambazaji wa hatua ya pato la kituo cha pili 26 Nje2" Pato la udhibiti wa lango la transistor na wakati wa kuzima wa transistor iliyodhibitiwa ya chaneli ya pili
2 Sz9 Pembejeo ya kuunganisha capacitor ya ziada (kuweka muda wa kuchelewa kwa kubadili) ya kituo cha pili 27 IK1" Uingizaji wa udhibiti wa voltage ya kueneza na kizingiti kinachoweza kubadilishwa na wakati wa kuzuia wa kituo cha pili
1 ST9 Pato la kengele ya hali kwenye transistor inayodhibitiwa ya chaneli ya pili 28 IR" Kupima mtoza kwa ufuatiliaji wa voltage ya kueneza kwenye transistor iliyodhibitiwa ya chaneli ya pili

Vifaa vya aina zote mbili MD1ХХХ na MD2ХХХ hutoa kizazi cha ishara za udhibiti wa lango la transistor na maadili yanayoweza kubadilishwa ya mikondo ya malipo na kutokwa, na vigezo vinavyohitajika vya nguvu, hutoa udhibiti wa voltage na ulinzi wa milango ya transistor katika tukio la kutosha au kupita kiasi kwa voltage kwenye. yao. Aina zote mbili za vifaa hufuatilia voltage ya kueneza ya transistor inayodhibitiwa na kufanya uzima laini wa upakiaji wa dharura katika hali mbaya, ikitoa ishara ya optocoupler inayoonyesha hii. Mbali na vipengele hivi, vifaa vya mfululizo wa MD1XXX vina uwezo wa kudhibiti sasa kupitia transistor inayodhibitiwa kwa kutumia kipingamizi cha nje cha kupimia sasa - "shunt". Vipimo vile, vilivyo na upinzani kutoka 0.1 hadi mOhm kadhaa na nguvu za makumi na mamia ya W, zilizofanywa kwa misingi ya kauri kwa namna ya vipande vya nichrome au manganin ya jiometri sahihi na maadili ya majina ya kubadilishwa, pia yalitengenezwa na Electrum AV LLC. Zaidi maelezo ya kina kuhusu wao inaweza kupatikana kwenye tovuti www.orel.ru/voloshin.

Jedwali 5. Vigezo vya msingi vya umeme

Mzunguko wa uingizaji
min. aina. Max.
Ugavi wa voltage, V 4,5 5 18
Matumizi ya sasa, mA si zaidi ya 80 bila mzigo si zaidi ya 300 mA na mzigo
Mantiki ya kuingiza CMOS 3–15 V, TTL
Sasa katika pembejeo za udhibiti, mA si zaidi ya 0.5
Voltage ya pato, V si zaidi ya 15
Pato la sasa st, mA angalau 10
Mzunguko wa pato
Kiwango cha juu cha pato la sasa, A
MD215 si zaidi ya 1.5
MD250 si zaidi ya 5.0
MD280 si zaidi ya 8.0
Pato wastani wa sasa, mA si zaidi ya 40
Upeo wa mzunguko wa kubadili, kHz si chini ya 100
Kiwango cha mabadiliko ya voltage, kV/µs angalau 50
Kiwango cha juu cha voltage kwenye transistor inayodhibitiwa, V si chini ya 1200
Kigeuzi cha DC/DC
Voltage ya pato, V angalau 15
Nguvu, W si chini ya 1 si chini ya 6 (kwa mifano iliyo na index M)
Ufanisi angalau 80%
Tabia za nguvu
Kuchelewesha ingizo t kuwasha, µs si zaidi ya 1
Kuchelewa kuzima kwa kinga t imezimwa, μs si zaidi ya 0.5
Ucheleweshaji wa kuwasha hali, μs si zaidi ya 1
Muda wa kurejesha baada ya ulinzi kuanzishwa, μs si zaidi ya 10
angalau 1 (iliyowekwa na uwezo Сt,Сt")
Wakati wa kujibu wa mzunguko wa ulinzi wa voltage ya kueneza wakati transistor imewashwa tblock, μs angalau 1
Voltages ya kizingiti
min. aina. Max.
Kiwango cha ulinzi kwa usambazaji wa umeme usiotosha E, V 10,4 11 11,7
Mzunguko wa ulinzi wa voltage ya kueneza ya transistor iliyodhibitiwa inahakikisha kuwa pato limezimwa na ishara ya CT inazalishwa kwa voltage kwenye pembejeo "IR", V. 6 6,5 7
Uhamishaji joto
Voltage ya kutengwa ya ishara za udhibiti zinazohusiana na ishara za nguvu, V si chini ya 4000 AC voltage
Voltage ya insulation ya kibadilishaji cha DC/DC, V si chini ya 3000 DC voltage

Madereva yaliyopendekezwa hukuruhusu kudhibiti transistors na masafa ya juu(hadi 100 kHz), ambayo inaruhusu kufikia ufanisi wa juu sana wa michakato ya uongofu.

Vifaa vya mfululizo wa MD2ХХХ vina kizuizi cha mantiki ya kujengwa ambayo inakuwezesha kudhibiti mawimbi yenye thamani tofauti kutoka 3 hadi 15 V (CMOS) na viwango vya kawaida vya TTL, huku ikitoa kiwango sawa cha ishara za udhibiti wa lango la transistor na kuunda byte kuchelewa muda wa voltages ya juu na ya juu, adjustable kwa kutumia capacitors nje mkono wa chini wa nusu daraja, ambayo inahakikisha kukosekana kwa njia ya mikondo.

Vipengele vya kutumia madereva kwa kutumia mfano wa kifaa cha MD2ХХХ

Maoni mafupi

Moduli za kiendeshi MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P ni moduli za udhibiti wa ulimwengu wote iliyoundwa kwa kubadili IGBT na transistors za athari ya shamba zenye nguvu nyingi.

Aina zote za MD2ХХХ zina mawasiliano yanayolingana na hutofautiana tu katika kiwango cha juu cha mapigo ya sasa.

Aina za MD zilizo na nguvu za juu - MD250, MD280, MD250P, MD280P zinafaa kwa moduli nyingi au transistors kadhaa zilizounganishwa sambamba zinazotumiwa kwa masafa ya juu.

Moduli za kiendeshi za mfululizo wa MD2ХХХ ni suluhisho kamili matatizo ya udhibiti na ulinzi kwa IGBT na transistors za athari ya nguvu ya uwanjani. Kwa kweli hakuna vipengele vya ziada hazihitajiki katika sehemu za pembejeo au pato.

Kitendo

Moduli za viendeshi MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P kwa kila chaneli mbili zina:

  • mzunguko wa pembejeo kutoa uwiano wa kiwango cha ishara na ucheleweshaji wa kubadili kinga;
  • kutengwa kwa umeme kati ya mzunguko wa pembejeo na sehemu ya nguvu (pato);
  • mzunguko wa kudhibiti lango la transistor; kwenye transistor wazi;
  • mzunguko kwa ajili ya ufuatiliaji wa kiwango cha voltage ya usambazaji wa sehemu ya nguvu ya dereva;
  • amplifier;
  • ulinzi dhidi ya kuongezeka kwa voltage katika sehemu ya pato la dereva;
  • chanzo cha voltage kilichotengwa kwa umeme - kibadilishaji cha DC//DC (kwa moduli zilizo na index P pekee)

Njia zote mbili za dereva zinafanya kazi kwa kujitegemea.

Shukrani kwa utenganisho wa umeme unaotolewa na transfoma na optocouplers (iliyo chini ya voltage ya majaribio ya 2650 V AC kwa 50 Hz kwa dakika 1) kati ya saketi ya uingizaji na sehemu ya nguvu, na pia kiwango cha juu sana cha kuua cha 30 kV/µs. , modules za dereva hutumiwa katika nyaya na voltages kubwa za uwezo na kuruka kwa uwezo mkubwa hutokea kati ya sehemu ya nguvu na mzunguko wa kudhibiti.

Nyakati fupi za ucheleweshaji wa viendeshaji vya safu ya MD2XXX huwaruhusu kutumika katika vifaa vya nguvu vya masafa ya juu, vibadilishaji vya masafa ya juu na vibadilishaji vya resonance. Shukrani kwa nyakati zao za kuchelewa kwa muda mfupi sana, wanahakikisha uendeshaji usio na matatizo wakati wa udhibiti wa daraja.

Mojawapo ya kazi kuu za viendeshaji vya mfululizo wa MD2XXX ni dhamana ulinzi wa kuaminika kudhibitiwa transistors nguvu kutoka mzunguko mfupi na upakiaji kupita kiasi. Hali ya dharura ya transistor imedhamiriwa kwa kutumia voltage kwenye mtozaji wa transistor ya nguvu katika hali ya wazi. Ikiwa kizingiti kilichoainishwa na mtumiaji kinapitwa, transistor ya nguvu huzima na kubaki imezimwa hadi kiwango cha mawimbi amilifu kwenye pembejeo ya kudhibiti kiishe. Baada ya hayo, transistor inaweza kugeuka tena kwa kutumia kiwango cha kazi kwa pembejeo ya udhibiti. Dhana hii ya ulinzi inatumiwa sana kulinda IGBT kwa uhakika.

Kazi ya kazi ya pini

Pini 14 (VX1 “+”), 13 (VX1 “–”)

Pini 13 na 14 ni pembejeo za udhibiti wa dereva. Udhibiti unafanywa kwa kutumia viwango vya kimantiki vya TTL kwao. Pembejeo In1 "+" ni moja kwa moja, yaani, wakati 1 ya mantiki inatumiwa kwa hiyo, transistor ya nguvu inafungua, na wakati 0 inatumiwa, inafunga. Pembejeo In1 "-" ni kinyume, yaani, wakati mantiki 1 inatumiwa kwa hiyo, transistor ya nguvu inafunga, na wakati 1 inatumiwa, inafungua. Kwa kawaida, In1 "-" imeunganishwa na kondakta wa kawaida wa sehemu ya pembejeo ya dereva, na inadhibitiwa kwa kutumia pembejeo ya In1 "+". Muunganisho wa kiendeshi unaogeuza na usiogeuza unaonyeshwa kwenye Mchoro 10.

Jedwali la 6 linaonyesha mchoro wa hali ya kituo kimoja cha dereva.

Kutengwa kwa umeme kati ya sehemu za pembejeo na pato za dereva kwenye pini hizi hufanywa kwa kutumia optocouplers. Shukrani kwa matumizi yao, uwezekano wa ushawishi wa michakato ya muda mfupi inayotokea kwenye transistor ya nguvu kwenye mzunguko wa udhibiti huondolewa.

Jedwali 6. Mchoro wa hali ya kituo kimoja cha dereva

Katika1+ Katika1- Voltage ya lango la transistorTransistor kueneza voltage > kawaida St St "+E shimo" Nje
X X + X X L L
x x x + l N l
l x x x x N l
x H x x x H l
H l - - H H H

Sakiti ya pembejeo ina ulinzi wa ndani ambao huzuia transistors zote mbili za nguvu za nusu-daraja kufunguliwa kwa wakati mmoja. Ikiwa ishara ya udhibiti hai inatumika kwa pembejeo za udhibiti wa njia zote mbili, mzunguko utazuiwa na transistors zote mbili za nguvu zitafungwa.

Modules za dereva zinapaswa kuwa karibu iwezekanavyo kwa transistors za nguvu na kushikamana nao na waendeshaji mfupi zaidi iwezekanavyo. Pembejeo In1 "+" na In1 "-" zinaweza kushikamana na mzunguko wa udhibiti na ufuatiliaji na kondakta hadi urefu wa 25 cm.

Kwa kuongeza, waendeshaji lazima waendeshe sambamba. Kwa kuongeza, pembejeo In1 "+" na In1 "-" zinaweza kushikamana na mzunguko wa udhibiti na ufuatiliaji kwa kutumia jozi iliyopotoka. Kondakta wa kawaida kwa mzunguko wa pembejeo lazima daima kuunganishwa tofauti kwa njia zote mbili ili kuhakikisha maambukizi ya kuaminika ya mipigo ya udhibiti.

Kwa kuzingatia kwamba maambukizi ya kuaminika ya mapigo ya udhibiti hutokea katika kesi ya pigo la muda mrefu sana, usanidi kamili lazima uangaliwe katika kesi ya pigo fupi la kudhibiti.

Pin 12 (ST "+E shimo")

Pin 12 ni pato la hali ambayo inathibitisha uwepo wa nguvu (+18 V) kwenye sehemu ya pato (nguvu) ya dereva. Imekusanywa kulingana na mzunguko wa mtoza wazi. Katika operesheni ya kawaida dereva (uwepo wa nguvu na kiwango chake cha kutosha), pini ya hali imeunganishwa na pini ya kawaida ya mzunguko wa kudhibiti kwa kutumia transistor wazi. Ikiwa pini hii ya hali imeunganishwa kulingana na mchoro ulioonyeshwa kwenye Mchoro 11, basi hali ya dharura itafanana na kiwango cha juu cha voltage juu yake (+5 V). Uendeshaji wa kawaida wa kiendeshi utafanana na kiwango cha chini cha voltage kwenye pini hii ya hali. Thamani ya kawaida ya sasa inapita kupitia pini ya hali inalingana na 10 mA, kwa hiyo, thamani ya kupinga R inahesabiwa kwa kutumia formula R = U / 0.01,

ambapo U ni voltage ya usambazaji. Wakati voltage ya usambazaji inapungua chini ya 12 V, transistor ya nguvu imezimwa na dereva imefungwa.

Pin 11 (Сз)

Capacitor ya ziada imeunganishwa na pin 11, ambayo huongeza muda wa kuchelewa kati ya pembejeo na pato la tani ya pigo kwenye dereva. Kwa chaguo-msingi (bila capacitor ya ziada) wakati huu ni 1 µs, kwa sababu ambayo dereva hajibu mapigo mafupi kuliko 1 µs (ulinzi kutoka kelele ya msukumo) Kusudi kuu la ucheleweshaji huu ni kuondoa tukio la kupitia mikondo inayotokana na madaraja ya nusu. Kupitia mikondo husababisha kupokanzwa kwa transistors za nguvu, uanzishaji wa ulinzi wa dharura, kuongeza matumizi ya sasa, na kuzorota kwa ufanisi wa mzunguko. Kwa kuanzisha ucheleweshaji huu, njia zote mbili za dereva aliyepakia nusu-daraja zinaweza kuendeshwa na ishara moja ya wimbi la mraba.

Kwa mfano, moduli ya 2MBI 150 ina ucheleweshaji wa kuzima wa 3 µs, kwa hivyo, ili kuzuia kutokea kwa mikondo kwenye moduli wakati. usimamizi wa pamoja chaneli, unahitaji kusakinisha uwezo wa ziada wa angalau 1200 pF kwenye chaneli zote mbili.

Ili kupunguza ushawishi wa joto la kawaida wakati wa kuchelewa, ni muhimu kuchagua capacitors na TKE ya chini.

Pin 10 (ST)

Pin 10 ni pato la hali ya kengele kwenye transistor ya nguvu ya chaneli ya kwanza. Juu kiwango cha kimantiki pato inafanana na uendeshaji wa kawaida wa dereva, na kiwango cha chini- ajali. Ajali hutokea wakati voltage ya kueneza kwenye transistor ya nguvu inazidi kiwango cha kizingiti. Upeo wa sasa unaopita kupitia pato ni 8 mA.

Pin 9 (ZUIA)

Pin 6 ni pembejeo ya udhibiti wa dereva. Wakati kitengo cha mantiki kinatumiwa kwa hiyo, operesheni ya dereva imefungwa na voltage ya kuzuia hutolewa kwa transistors za nguvu. Ingizo la kuzuia ni la kawaida kwa chaneli zote mbili. Kwa uendeshaji wa kawaida wa dereva, zero ya mantiki lazima itumike kwa pembejeo hii.

Pin 8 haitumiki.

Pini 7 (+5 V) na 6 (kawaida)

Pini 6 na 7 ni pembejeo za kuunganisha nguvu kwa dereva. Nguvu hutolewa kutoka kwa chanzo na nguvu ya 8 W na voltage ya pato ya 5 ± 0.5 V. Nguvu lazima iunganishwe na dereva na waendeshaji mfupi (ili kupunguza hasara na kuongeza kinga ya kelele). Ikiwa waendeshaji wa kuunganisha wana urefu wa zaidi ya 25 cm, ni muhimu kuweka capacitors ya kuzuia kelele (capacitor ya kauri yenye uwezo wa 0.1 μF) kati yao karibu iwezekanavyo kwa dereva.

Pin 15 (IR)

Pin 15 (mtozaji wa kupima) imeunganishwa na mtozaji wa transistor ya nguvu. Kupitia hiyo, voltage kwenye transistor wazi inadhibitiwa. Katika tukio la mzunguko mfupi au overload, voltage katika transistor wazi huongezeka kwa kasi. Wakati thamani ya voltage ya kizingiti kwenye mtozaji wa transistor inapozidi, transistor ya nguvu imezimwa na hali ya kengele ya ST imeanzishwa. Michoro ya muda ya michakato inayotokea katika kiendeshi wakati ulinzi unapoanzishwa unaonyeshwa kwenye Mchoro 7. Kizingiti cha majibu ya ulinzi kinaweza kupunguzwa kwa kuunganisha diode zilizounganishwa katika mfululizo, na thamani ya kizingiti cha voltage ya kueneza ni U sisi. por.=7 –n U pr.VD, ambapo n ni idadi ya diode, U pr.VD ni kushuka kwa voltage kwenye diode iliyo wazi. Ikiwa transistor ya nguvu inatumiwa kutoka kwa chanzo cha 1700 V, ni muhimu kufunga diode ya ziada na voltage ya kuvunjika ya angalau 1000 V. Cathode ya diode inaunganishwa na mtozaji wa transistor ya nguvu. Muda wa kujibu ulinzi unaweza kurekebishwa kwa kutumia pin 16-IK1.

Pin 16 (IC1)

Pin 16 (mtozaji wa kupima), tofauti na pini 15, haina diode iliyojengwa na kupinga kikwazo. Ni muhimu kuunganisha capacitor, ambayo huamua wakati wa majibu ya ulinzi kulingana na voltage ya kueneza kwenye transistor wazi. Ucheleweshaji huu ni muhimu ili kuzuia kuingiliwa kutoka kwa kuathiri mzunguko. Kwa kuunganisha capacitor, muda wa majibu ya ulinzi huongezeka kwa uwiano wa uwezo wa kuzuia t = 4 C U sisi. por., ambapo C ni uwezo wa capacitor, pF. Wakati huu unafupishwa na wakati wa kuchelewa kwa ndani wa dereva t mbali (10%) = 3 μs. Kwa default, dereva ina capacitance C = 100 pF, kwa hiyo, kuchelewa kwa majibu ya ulinzi ni t = 4 100 6.3 + t off (10%) = 5.5 μs. Ikiwa ni lazima, wakati huu unaweza kuongezeka kwa kuunganisha capacitance kati ya pin 16 na waya wa kawaida wa umeme wa kitengo cha nguvu.

Pini 17 (nje. 2) na 18 (nje. 1)

Pini 17 na 18 ni matokeo ya dereva. Zimeundwa kuunganisha transistors za nguvu na kurekebisha muda wao wa kuwasha. Pin 17 (nje. 2) hutoa uwezo chanya (+18 V) kwa lango la moduli iliyodhibitiwa, na pini 18 (nje. 1) hutoa uwezo hasi (–5 V). Ikiwa inahitajika kuhakikisha kingo za udhibiti mwinuko (karibu 1 μs) na sio nguvu ya juu sana ya mzigo (moduli mbili za 2MBI 150 zilizounganishwa sambamba), inaruhusiwa. uhusiano wa moja kwa moja matokeo haya na pini za udhibiti za moduli. Ikiwa unahitaji kuimarisha kando au kupunguza udhibiti wa sasa (katika kesi ya mzigo mkubwa), basi modules lazima ziunganishwe na pini 17 na 18 kwa njia ya kupinga vikwazo.

Ikiwa voltage ya kueneza inazidi kiwango cha kizingiti, kupungua kwa laini ya kinga katika voltage hutokea kwenye lango la transistor ya kudhibiti. Muda wa kupunguza voltage kwenye lango la transistor hadi kiwango cha 90% t off (90%) = 0.5 μs, kwa kiwango cha 10% t off (10%) = 3 μs. Kupungua kwa kasi kwa voltage ya pato ni muhimu ili kuondoa uwezekano wa kuongezeka kwa voltage.

Pini 19 (-E ugavi), 20 (Kawaida) na 21 (+E usambazaji)

Pini 19, 20 na 21 ni matokeo ya nguvu ya sehemu ya nguvu ya dereva. Pini hizi hupokea voltage kutoka kwa kibadilishaji cha DC/DC cha dereva. Katika kesi ya kutumia viendeshi kama MD215, MD250, MD280 bila vibadilishaji vya DC/DC vilivyojengwa, unganisha hapa vyanzo vya nje usambazaji wa nishati: pini 19 -5 V, pini 20 - ya kawaida, pini 21 +18 V kwa sasa hadi 0.2 A.

Hesabu na uteuzi wa dereva

Data ya awali ya hesabu ni uwezo wa kuingiza data wa moduli C ndani au chaji sawa na Q ndani, impedance ya pembejeo ingizo la moduli R, swing voltage kwenye ingizo la moduli. U = 30 V (imetolewa ndani habari ya kumbukumbu modulo), kiwango cha juu mzunguko wa uendeshaji, ambayo moduli ya f max inaendesha.

Haja ya kupata msukumo wa sasa inapita kupitia pembejeo ya udhibiti wa moduli ya Imax, upeo wa nguvu Kigeuzi cha DC/DC P.

Mchoro wa 16 unaonyesha mzunguko sawa wa pembejeo ya moduli, ambayo inajumuisha uwezo wa lango na kupinga kikwazo.

Ikiwa malipo ya Qin yameainishwa katika data ya chanzo, basi ni muhimu kuihesabu tena katika uwezo sawa wa pembejeo Cin =Qin /D U.

Nguvu ya tendaji inayotolewa kwa uwezo wa pembejeo wa moduli huhesabiwa kwa kutumia formula Рс =f Q pembejeo D U. Nguvu ya jumla ya kibadilishaji cha DC/DC Р ni jumla ya nguvu zinazotumiwa na hatua ya pato la dereva Рout. , na nguvu tendaji, iliyotengwa kwa uwezo wa pembejeo wa moduli Рс: Р =Р nje + Рс.

Mzunguko wa uendeshaji na swing ya voltage kwenye pembejeo ya moduli ilichukuliwa kuwa ya juu zaidi katika mahesabu, kwa hiyo, nguvu ya juu iwezekanavyo ya kibadilishaji cha DC/DC wakati wa operesheni ya kawaida ya kiendeshi ilipatikana.

Kujua upinzani wa kupinga kikwazo R, unaweza kupata sasa mapigo inapita kupitia dereva: I max =D U/R.

Kulingana na matokeo ya hesabu, unaweza kuchagua kiendeshi bora zaidi kinachohitajika kudhibiti moduli ya nguvu.