Bipolar transistörlerde Mosfet sürücüsü. MOSFET ve IGBT Güç Anahtarı Kontrolü

Güç transistörleri IGBT ve MOSFET, yüksek güçlü anahtarlamalı dönüştürücülerde kullanılan ana unsurlar haline geldi. Eşsiz statik ve dinamik özellikleri, minimum boyutlarda ve %95'i aşan bir verimlilikle yüke onlarca ve hatta yüzlerce kilovat verebilen cihazlar yaratmayı mümkün kılar.

IGBT'ler ve MOSFET'ler, ortak bir yalıtımlı kapıya sahiptir, bu da bu elemanların benzer sürüş özelliklerine sahip olmasına neden olur. Negatif akım sıcaklık katsayısı nedeniyle kısa devre kısa devreye dayanıklı transistörler oluşturmak mümkün hale geldi. Artık normalleştirilmiş aşırı akım süresine sahip transistörler neredeyse tüm lider şirketler tarafından üretiliyor.

Kontrol akımı yok statik modlar kontrol devrelerini ayrı elemanlar üzerinde bırakmanıza ve entegre kontrol devreleri - sürücüler oluşturmanıza olanak tanır. Şu anda, International Rectifier, Hewlett-Packard, Motorola gibi bir dizi şirket, iki ve üç fazlı tek transistörleri, yarım köprüleri ve köprüleri kontrol eden çok çeşitli cihazlar üretmektedir. Kapı akımı sağlamanın yanı sıra aşırı akım ve kısa devreye karşı koruma gibi bir dizi yardımcı işlevi de yerine getirebilirler ( Aşırı Akım Koruması, Kısa Devre Koruması) ve kontrol voltajı düşüşü ( Düşük Gerilim Kilitleme-UVLO). Kontrol kapısı olan kilit elemanlar için, kontrol voltajındaki bir düşüş tehlikeli bir durumdur. Bu durumda transistör lineer moda geçebilir ve kristalin aşırı ısınması nedeniyle arızalanabilir.

Kullanıcıların şu anda kullanım için üretilmekte olan çok çeşitli mikro devreleri anlaması zor olabilir. güç devreleri temel özelliklerinin benzerliğine rağmen. Bu makale, çeşitli şirketler tarafından üretilen en popüler sürücüleri kullanmanın özelliklerini tartışmaktadır.

Temel yardımcı fonksiyon Sürücüler aşırı akım korumasıdır. Koruma devresinin çalışmasını daha iyi anlamak için, güç transistörlerinin kısa devre modundaki davranışını analiz etmek gerekir (veya kısa devre, geliştiricilerin aşina olduğu bir kısaltmadır).

Akım aşırı yüklerinin oluşmasının nedenleri çeşitlidir. Çoğu zaman bunlar, kasada bir arıza veya yük kısa devresi gibi acil durumlardır.

Aşırı yükleme, karşı bacak diyotunun geçici veya ters toparlanma akımı gibi devre özelliklerinden de kaynaklanabilir. Bu tür aşırı yükler, devre yöntemleriyle ortadan kaldırılmalıdır: yörünge oluşturma devrelerinin (snubber'lar) kullanımı, bir kapı direnci seçimi, kontrol devrelerinin güç buslarından izolasyonu, vb.

Yük devresinde kısa devre olması durumunda transistörün açılması

Bu moda karşılık gelen şematik diyagram ve voltaj diyagramları, Şek. 1a ve 2. Tüm grafikler, PSpice programı kullanılarak devreler analiz edilerek elde edildi. Analiz için, Uluslararası Doğrultucu'dan geliştirilmiş MOSFET transistör modelleri ve makalenin yazarı tarafından geliştirilen IGBT'lerin ve sürücülerin makro modelleri kullanıldı.

Pirinç. 2

Açık transistördeki yükün kısa devresi

Pirinç. 3

Belirtildiği gibi, kısa devre akımının kararlı durum değeri kapı voltajı tarafından belirlenir. Ancak bu gerilimdeki bir azalma, doyma geriliminde bir artışa ve dolayısıyla iletim kayıplarında bir artışa yol açar. Kısa devre direnci, transistörün iletkenliği ile yakından ilgilidir. IGBT transistörleri yüksek katsayı akım kazançları düşük bir doyma voltajına, ancak kısa bir aşırı yük süresi toleransına sahiptir. Kural olarak, kısa devreye en dayanıklı transistörler yüksek voltaj doygunluk ve dolayısıyla yüksek kayıplar.

IGBT'nin izin verilen kısa devre akımı, bipolar transistörünkinden çok daha yüksektir. Genellikle 10 katına eşittir Anma akımı kabul edilebilir kapı voltajlarında. International Rectifier, Siemens, Fuji gibi önde gelen firmalar, bu tür aşırı yüklere zarar vermeden dayanabilecek transistörler üretiyorlar. Bu parametre, transistörler için referans verilerinde belirtilir ve Kısa Devre Oranı olarak adlandırılır ve izin verilen aşırı yük süresi tsc - Kısa Devre Dayanma Süresi.

Koruma devresinin hızlı tepkisi genellikle çoğu uygulama için faydalıdır. Bu tür devrelerin son derece ekonomik IGBT'lerle birlikte kullanılması, güvenilirlikten ödün vermeden devrenin verimliliğini artırır.

Aşırı Yük Koruması için Sürücüleri Kullanma

International Rectifier, Motorola ve Hewlett-Packard tarafından üretilen sürücü örneğini kullanarak transistörleri aşırı yük modunda kapatma yöntemlerini düşünün, çünkü bu mikro devreler koruma işlevlerini en eksiksiz şekilde uygulamanıza izin verir.

Yüksek omuzlu sürücü

Pirinç. 4. IR2125 sürücü yapısı

Şek. 4 bir blok diyagramı gösterir ve Şek. Şekil 5, aşırı yük koruma işlevini kullanan tipik bir IR2125 sürücü bağlantı şemasıdır. Pin 6 - CS bu amaçla kullanılır. Koruma çalıştırma voltajı - 230 mV. Vericideki akımı ölçmek için, değeri ve bölücü R1, R4 koruma akımını belirleyen bir RSENSE direnci kurulur.

Pirinç. 5. Kablo şeması IR2125

Yukarıda bahsedildiği gibi, aşırı yük meydana geldiğinde kapı voltajı düşürülürse, acil durum modunun tanınma süresi arttırılabilir. Yanlış pozitiflerden kaçınmak için bu gereklidir. bu fonksiyon IR2125 yongasında uygulandı. ERR pinine bağlı kapasitör C1, aşırı yük durumunu analiz etme süresini belirler. C1 = 300 pF'de, analiz süresi yaklaşık 10 μs'dir (bu, kondansatörü 1.8 V'luk bir voltaja şarj etme zamanıdır - devre karşılaştırıcısının eşik voltajı HATA ZAMANI sürücüler). Bu süre zarfında kollektör akımı stabilizasyon devresi açılır ve kapı voltajı düşer. Aşırı yük durumu durmazsa, 10 µs sonra transistör tamamen kapanır.

Korumayı devre dışı bırakma, giriş sinyali kaldırıldığında gerçekleşir ve bu, kullanıcının bir tetik koruma devresi düzenlemesine olanak tanır. Bunu kullanırken, güç transistör kristalinin termal zaman sabitinden daha büyük olması gereken tekrar kapama süresinin seçilmesine özel dikkat gösterilmelidir. Termal zaman sabiti, tek darbeler için termal empedans grafiği Zthjc'den belirlenebilir.

Pirinç. 6

Doyma gerilimi aşırı yük durumunu analiz etmek için ölçüm direnci gerekmez. Kapıya pozitif bir kontrol sinyali uygulandığında, SC sürücüsünün koruma girişinde, açık diyot VD2 ve açık güç transistörü Q1 ve bölücü R1, R4 üzerindeki voltaj düşüşünün toplamı tarafından belirlenen bir voltaj belirir. açma akımını ayarlar. Diyot boyunca voltaj düşüşü hemen hemen sabittir ve yaklaşık 0,5 V'tur. Seçilen bir kısa devre akımında transistörün açık voltajı Von = f(Ic) grafiğinden belirlenir. VD4 diyotu, VD1 gibi hızlı ve yüksek voltajlı olmalıdır.

Sürücü, aşırı akıma karşı korumaya ek olarak, VCC giriş parçasının ve VB çıkış aşamasının besleme voltajını analiz eder ve VB, transistörün doğrusal çalışmasını önlemek için gerekli olan 9 V'un altına düştüğünde transistörü kapatır. Bu durum, hem düşük voltajlı güç kaynağının hasar görmesi, hem de kapasitans C2'nin yanlış seçilmesi durumunda ortaya çıkabilir. İkincisinin değeri, kapı yükü, kapı akımı ve darbe tekrarlama hızına göre hesaplanmalıdır. Uluslararası Doğrultucu belgeleri, önyükleme kapasitansı Cb'yi hesaplamak için aşağıdaki formülleri önerir:

Cb \u003d 15 * 2 * (2 * Qg + Igbs / f + It) / (Vcc - Vf - Vls),

O = (İyon + Ioff)*tw.

nerede
İyon ve Ioff kapı açma ve kapatma akımlarıdır, tw = Qg/Ion anahtarlama zamanıdır, Qg kapı yüküdür, f darbe tekrarlama oranıdır, Vcc besleme voltajıdır, Vf ileri voltaj düşüşüdür şarj pompası diyotu boyunca (Şekil 6'da VD1), Vls - karşı diyot boyunca ileri voltaj düşüşü (Şekil 6'da VD3), Igbs - statik modda kapı akımı.

Sürücüye önyükleme kapasitansından güç sağlamak mümkün değilse, "kayan" bir güç kaynağı kullanmak gerekir.

Üç fazlı köprü sürücüsü

Şek. Şekil 7, aşırı yük koruma işlevini kullanan IR213* üç fazlı köprü sürücüsünün bağlantı şemasını göstermektedir. ITR girişi bu amaçla kullanılır. Koruma çalıştırma voltajı - 500 mV. Yayıcılardaki köprünün toplam akımını ölçmek için, değeri R2, R3 bölücü ile birlikte koruma akımını belirleyen bir direnç RSENSE kurulur.

Pirinç. 7. IR2130 anahtarlama devresi

IR2130 sürücüsü, 600 V'a kadar gerilimlerde MOSFET'lerin ve IGBT'lerin kontrolünü sağlar, aşırı akım ve düşük besleme gerilimlerine karşı korumaya sahiptir. Koruma devresi, arıza göstergesi (HATA) için bir açık tahliye alan etkili transistör içerir. Ayrıca, kontrol sinyallerinin ve sinyallerinin üretilmesine izin veren yerleşik bir yük akımı yükselticisine sahiptir. geri bildirim. Sürücü bir gecikme süresi oluşturur (tdt - ölü zaman) akımları ortadan kaldırmak için üst ve alt kolların transistörlerini açma arasında. Bu süre, çeşitli modifikasyonlar için 0,2 ila 2 µs arasında değişir.

İçin doğru kullanım belirtilen mikro devrenin ve temelinde güvenilir devrelerin oluşturulması, birkaç nüans dikkate alınmalıdır.

IR213* sürücülerinin bir özelliği, kısa devre durumunda kapı voltajı sınırlama fonksiyonunun olmamasıdır. Bu nedenle koruma aktivasyonunu geciktirmek için tasarlanmış R1C1 zincirinin zaman sabiti 1 µs'yi geçmemelidir. Tasarımcı, arıza meydana geldikten 1 µs sonra köprü açmasının meydana geleceğini ve akıma neden olacağını bilmelidir (özellikle aktif yük) hesaplanan değeri aşabilir. Korumayı sıfırlamak için, sürücünün güç kaynağını kapatmak veya düşük seviyeli girişlere bir blokaj voltajı (yüksek seviye) uygulamak gerekir. Ayrıca, bu serinin mikro devreleri arasında, üst transistörlerin doyma gerilimi için koruma sağlayan ve bu koruma için gerekli gecikme süresini oluşturan bir IR2137 sürücüsü olduğunu da not ediyoruz. Bu koruma, üç fazlı köprü devrelerini çalıştıran sürücüler için çok önemlidir, çünkü toprakta bir arıza meydana geldiğinde, kısa devre akımı RSENSE algılama direncini atlayarak akar. Bu çip, açma, kapama ve kapatma için kapı dirençlerinin ayrı bağlantısını sağlar. acil kapatma, yalıtımlı kapı transistörlerinin tüm dinamik özelliklerini en iyi şekilde gerçekleştirmenizi sağlar.

IR213* için açma/kapama akımı 200/420 mA'dır (IR2136 için 120/250 mA). Güç transistörlerini ve onlar için kapı dirençlerini seçerken bu dikkate alınmalıdır. Transistörün parametreleri, belirli bir akımda transistörün açılma / kapanma süresini belirleyen kapı yükünün değerini (genellikle nK cinsinden) gösterir. Anahtarlama geçişlerinin süresi, sürücü tarafından oluşturulan gecikme süresi tdt'den daha az olmalıdır. Başvuru güçlü transistörler Miller etkisinden dolayı yanlış açılmaya ve geçiş akımına da yol açabilir. Kapı direncini azaltmak veya açma ve kapama işlemleri için ayrı kapı dirençleri kullanmak, sürücünün kendisinin yetersiz kapatma akımı nedeniyle sorunu her zaman çözmez. Bu durumda, tampon yükselticilerin kullanılması gereklidir.

Uluslararası Doğrultucu IC'lerin avantajı, bu cihazların giriş ve çıkış arasındaki yüksek voltaj düşüşlerine dayanabilmesidir. IR21** serisi sürücüler için bu voltaj 500–600 V'tur ve bu, galvanik izolasyon olmadan 220 V'luk doğrultulmuş bir endüstriyel voltajla çalıştırıldığında transistörleri yarım köprü ve köprü devrelerinde çalıştırmanıza olanak tanır. Transistörleri 380V doğrultulmuş devrelerde sürmek için International Rectifier, IR22** serisi sürücüleri yayınlar. Bu mikro devreler, 1200 V'a kadar çıkış voltajlarında çalışır. Tüm Uluslararası Doğrultucu sürücüleri, 50 V/ns'ye kadar voltaj yükselmelerine dayanır. Bu parametreye dv/dt bağışık denir. Yüksek voltajlı darbe devreleri için son derece tehlikeli olan mandallama moduna karşı yüksek bir direnci gösterir.

Düşük omuz sürücüsü

Düşük taraflı transistörleri kontrol etmek için Motorola tarafından üretilen mikro devreler iyi bir alternatiftir. yapısal şema bunlardan biri - MS33153, Şek. 8.

Pirinç. 8. MC33153'ün blok şeması

Bu sürücünün bir özelliği, iki koruma yöntemini (akım ve doyma gerilimi ile) kullanma ve aşırı yük modu ile kısa devre modunu ayırma yeteneğidir. Ayrıca, yüksek kapı şarjlı yüksek güçlü modülleri sürmek için çok faydalı olabilecek bir negatif kontrol voltajı sağlamak da mümkündür. Kontrol voltajı düşüşünde kapatma - UVLO, 11 V seviyesinde gerçekleştirilir.

Sonuç 1 ( akım algılama girişi) bir akım ölçüm direnci bağlamak için tasarlanmıştır. Mikro devrede, bu pim, 65 ve 130 mV'luk bir yanıt voltajına sahip iki karşılaştırıcının girişidir. Böylece sürücü aşırı yük ve kısa devre durumunu analiz eder. Aşırı yüklendiğinde, ilk karşılaştırıcı ateşlenir ( Aşırı Akım Karşılaştırıcı) ve deklanşör kontrol sinyalini kapatır. Bir engelleme sinyali uygulandığında koruma sıfırlanır (Giriş girişi tersine çevrildiğinden yüksek seviye). Bu durumda, çıkışa bir arıza sinyali ( Arıza Çıkışı) servis edilmez. Akım, ayarlanan değeri iki kez aşarsa, bu bir kısa devre olarak kabul edilir. Bu durumda ikinci karşılaştırıcı bozulur ( Kısa Devre Karşılaştırıcı) ve kontrol çıkışında yüksek seviyeli bir sinyal görünür. Bu sinyal üzerinde devrenin çalışmasını kontrol eden kontrolör tüm devreyi kapatmalıdır. Tekrar kapama süresi, yukarıda belirtildiği gibi, güç transistörlerinin termal zaman sabiti ile belirlenmelidir.

Sonuç 8 ( Desatürasyon Girişi) doyma gerilimi koruması uygulamak için tasarlanmıştır. Bu girişteki yanıt voltajı 6,5 V'tur. Aynı giriş, koruma yanıt gecikme süresini oluşturan Cblank kondansatörünün bağlanması için tasarlanmıştır. Bu gecikme gereklidir, çünkü kapıya kapatma voltajı uygulandıktan sonra, serbest dönen diyot düzelirken transistör bir süre yüksek voltajı korur.

Pirinç. 9. Doyma gerilimi koruması

Pirinç. 10. Akım koruması

Galvanik izolasyonlu sürücü

Güçlü bir güç aşamasının güç kaynağı tarafından beslendiği devrelerde galvanik izolasyon gereklidir. şebeke gerilimi ve kontrol sinyalleri, farklı veriyolları aracılığıyla bağlanan kontrolör tarafından üretilir. çevre birimleri. Bu gibi durumlarda güç bölümünün ve kontrol devresinin izolasyonu, anahtarlama gürültüsünü azaltır ve aşırı durumlarda düşük voltajlı devrelerin korunmasını mümkün kılar.

Pirinç. 11. HCPL316'nın blok şeması

Bize göre bu uygulama için en ilginç çiplerden biri Hewlett-Packard tarafından üretilen HCPL316'dır. Yapısı Şekil 2'de gösterilmektedir. 11 ve bağlantı şeması Şek. 12.

Pirinç. 12. HCPL316 Kablolama Şeması

Kontrol sinyali ve arıza sinyali optik olarak izole edilmiştir. Yalıtım gerilimi - 1500 V'a kadar. Sürücü yalnızca doyma gerilimi için koruma sağlar (pim 14 - DESAT). İlginç bir özellik, çeşitli kontrolör türleri ile iletişimi basitleştiren doğrudan ve ters bir girişin varlığıdır. MC33153'te olduğu gibi, mikro devre iki kutuplu bir çıkış sinyali üretebilir ve tepe çıkış akımı 3A'ya ulaşabilir.Bu nedenle, sürücü IGBT transistörlerini 150A'ya kadar bir kollektör akımıyla çalıştırabilir, bu da onun değeridir. benzer cihazlara kıyasla büyük avantaj.

yardımcı şemalar

International Redifier'ın yüksek voltajlı sürücülerinde, düşük tüketim nedeniyle, çıkış aşamaları, küçük değerlerin "önyükleme" kapasiteleri kullanılarak çalıştırılabilir. Bu mümkün değilse, "yüzer" güç kaynaklarının kullanılması gerekir. Bu tür kaynaklar olarak, her sargıda bir doğrultucu ve bir dengeleyici ile çok sargılı transformatörlerin kullanılması en ucuzudur. Doğal olarak, iki kutuplu bir çıkış sinyaline sahip olmak istiyorsanız, bu tür kaynakların her biri iki kutuplu olmalıdır. Ancak daha şık bir çözüm, Burr-Brown'ın DCP01* serisi gibi yalıtkan DC-DC dönüştürücüler kullanmaktır. Bu mikro devreler, 1W'a kadar güç için tasarlanmıştır ve tek kutuplu bir giriş sinyalinden iki kutuplu bir çıkış sinyali oluşturabilir. Dekuplaj gerilimi - 1 kV'a kadar. İzolasyon, 800 kHz frekansında bir transformatör bariyeri kullanılarak gerçekleştirilir. Birden fazla çip kullanıldığında, frekans olarak senkronize edilebilirler.

Güç sürücülerinde, geri besleme oluşturmak için genellikle çıkış akımıyla orantılı bir sinyale sahip olmak gerekir. Bu sorun farklı şekillerde çözülür: akım trafoları, şöntler ve diferansiyel yükselteçler vb. kullanarak. Tüm bu yöntemlerin dezavantajları vardır. Bir akım sinyali üretme sorununun en başarılı çözümü ve kontrolör ile bağlantısı için Uluslararası Doğrultucu, mikro devreler geliştirdi - akım sensörleri IR2171 ve IR2172, ki burada akım sinyali PWM sinyaline dönüştürülür. IR2171 anahtarlama devresi, Şek. 13. Mikro devre, 600 V'a kadar voltaj düşüşüne dayanır ve bir "önyükleme" kapasitansı ile çalışır. PWM taşıyıcı frekansı IR2171 için 35 kHz ve IR2172 için 40 kHz'dir. Giriş voltajı aralığı ±300 mV. Çıkış voltajı, optik izolasyonun bağlanmasını kolaylaştıran açık bir kollektörden alınır.

Güç sürücülerinde kullanılmak üzere şu anda dünyada üretilen tüm mikro devreleri tanımlamak pek mümkün değil. Bununla birlikte, yukarıdaki bilgiler bile geliştiricinin modern donanım bileşenleri okyanusunda gezinmesine yardımcı olmalıdır. ana sonuç tüm söylenenlerden şunları yapabilirsiniz: kimsenin serbest bırakmadığından emin olana kadar ayrık öğeler üzerinde hiçbir şey yapmaya çalışmayın. entegre devre bu senin problemini çözer.

Edebiyat

1. Güç MOSFET'leri ve IGBT'ler için Kapı Sürücü Devresini Tasarlamak için Kapı Şarjını kullanın. AN-944.
2. IGBT'lerin Uygulama Karakterizasyonu. INT990.
3. IGBT Özellikleri. AN-983.
4. Kısa devre koruması. AN-984.
5. HV Yüzer MOS-Gate Sürücü IC'leri. AN-978.
6. Motorola MC33153 Teknik Veriler.
7. Hewlett Packard HCPL316 Teknik Veriler.
8. Burr Brown DCP011515 Teknik Veriler.
9. Ivanov VV, Kolpakov A. IGBT Uygulaması. Elektronik Bileşenler, 1996, No. 1.

Belki de bu makaleyi okuduktan sonra transistörlere aynı boyutta radyatörler takmak zorunda kalmayacaksınız.
Bu makalenin çevirisi.

Tercümandan küçük bir not:

Öncelikle bu çeviride terimlerin çevirisinde ciddi problemler olabilir, elektrik ve devre üzerine yeterince çalışmadım ama yine de bir şeyler biliyorum; Ayrıca her şeyi olabildiğince açık bir şekilde çevirmeye çalıştım, bu yüzden bootstrap, MOSFET vb. kavramları kullanmadım. İkincisi, eğer yazım hatası yapmak zaten zorsa (hataları gösteren kelime işlemcilere övgü), o zaman noktalama işaretlerinde hata yapmak oldukça basittir.
Ve bu iki noktada, yorumlarda beni mümkün olduğunca sert bir şekilde tekmelemenizi rica ediyorum.

Şimdi makalenin konusu hakkında daha fazla konuşalım - MK, Arduino'da çeşitli yer tabanlı araçların (arabaların) inşa edilmesiyle ilgili tüm makalelerle<вставить название>, devre tasarımının kendisi ve hatta dahası motor bağlantı şeması yeterince ayrıntılı olarak açıklanmamıştır. Genellikle şöyle görünür:
- motoru al
- bileşenleri al
- bileşenleri ve motoru bağlayın
- …
- KAR!1!

Ama daha fazlasını inşa etmek için karmaşık şemalar bir PWM motorunu bir L239x üzerinden tek yönlü döndürmekten ziyade, genellikle tam köprüler (veya H-köprüler), FET'ler (veya MOSFET'ler) ve onlar için sürücüler hakkında bilgi gerektirir. Hiçbir şey kısıtlamıyorsa, tam köprü için p-kanallı ve n-kanallı transistörler kullanılabilir, ancak motor yeterince güçlüyse, önce p-kanal transistörlerinin asılması gerekecektir. büyük miktar radyatörler, ardından soğutucular ekleyin, ancak bunları attığınız için gerçekten üzülüyorsanız, diğer soğutma türlerini deneyebilir veya devrede yalnızca n-kanallı transistörler kullanabilirsiniz. Ancak n-kanal transistörlerinde küçük bir sorun var - bazen onları "iyi bir şekilde" açmak oldukça zor.

Bu yüzden doğru diyagramı çizmeme yardımcı olacak bir şey arıyordum ve Syed Tahmid Mahbub adında genç bir adamın blogunda bir makale buldum. Bu yazıyı paylaşmaya karar verdim.

Birçok durumda FET'leri üst düzey anahtarlar olarak kullanmalıyız. Ayrıca birçok durumda FET'leri hem üst hem de alt seviye anahtarları olarak kullanmalıyız. Örneğin, köprü devrelerinde. Kısmi köprü devrelerinde 1 adet yüksek seviye MOSFET ve 1 adet düşük seviye MOSFET bulunmaktadır. Tam köprü devrelerinde 2 adet yüksek seviye MOSFET ve 2 adet düşük seviye MOSFET bulunmaktadır. Bu gibi durumlarda hem üst hem de alt seviye sürücüleri bir arada kullanmamız gerekecek. Bu gibi durumlarda alan etkili transistörleri kontrol etmenin en yaygın yolu, daha düşük ve daha düşük anahtar sürücü kullanmaktır. üst seviyeler MOSFET için. Şüphesiz, en popüler sürücü IC'si IR2110'dur. Ve bu yazıda / eğitimde bunun hakkında konuşacağım.

IR2110 için belgeleri IR web sitesinden indirebilirsiniz. İşte indirme bağlantısı: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf

Önce blok diyagrama ve pinlerin tanımına ve konumuna bir göz atalım:

Şekil 1 - IR2110'un fonksiyonel blok şeması

Şekil 2 - IR2110 Pin Çıkışı

Şekil 3 - IR2110 pinlerinin açıklaması

IR2110'un iki paket halinde geldiğini de belirtmekte fayda var - delikten montaj için 14 pinli PDIP ve montaj için 16 pinli SOIC. yüzeye montaj.

Şimdi çeşitli kişiler hakkında konuşalım.

VCC düşük seviyeli güçtür, 10V ile 20V arasında olmalıdır. VDD, IR2110 için mantık gücüdür ve +3V ile +20V arasında olmalıdır (VSS'ye göre). Kullanmayı seçtiğiniz gerçek voltaj, giriş sinyallerinin voltaj düzeyine bağlıdır. İşte grafik:

Şekil 4 - Mantıksal 1'in güce bağımlılığı

Genellikle +5V'luk bir VDD kullanılır. VDD = +5V ile mantık 1 giriş eşiği 3V'den biraz daha yüksektir. Böylece, VDD = +5V olduğunda, "1" girişi 3 (bir şey) volttan daha yüksek olduğunda bir yükü sürmek için IR2110 kullanılabilir. Bu, IR2110'un hemen hemen tüm devreler için kullanılabileceği anlamına gelir, çünkü çoğu devre tipik olarak yaklaşık 5V'ta çalışır. Mikrodenetleyici kullandığınızda, çıkış voltajı 4V'tan daha yüksek olacaktır (sonuçta mikrodenetleyicide genellikle VDD = +5V bulunur). Bir SG3525 veya TL494 veya başka bir PWM kontrol cihazı kullanırken, muhtemelen onlara 10V'tan daha yüksek bir voltaj sağlamanız gerekecektir, bu da çıkışların mantıksal bir değerde 8V'den fazla olacağı anlamına gelir. Böylece, IR2110 neredeyse her yerde kullanılabilir.

Ayrıca, bir mikro denetleyici veya 3.3V çıkış veren herhangi bir çip (örn. dsPIC33) kullanıyorsanız VDD'yi +4V civarına düşürebilirsiniz. IR2110 ile devreler tasarlarken, IR2110'un VDD'si +4V'den daha düşük olarak ayarlandığında bazen devrenin düzgün çalışmadığını fark ettim. Bu nedenle +4V altında VDD kullanılmasını önermiyorum. Devrelerimin çoğunda, sinyal seviyeleri "1" olarak 4V'tan düşük voltajlara sahip değil ve bu yüzden VDD = +5V kullanıyorum.

Devrede herhangi bir nedenle mantıksal "1" sinyal seviyesi 3V'den daha düşük bir voltaja sahipse, o zaman bir seviye dönüştürücü / seviye dönüştürücü kullanmanız gerekir, voltajı kabul edilebilir sınırlara yükseltir. Bu gibi durumlarda 4V veya 5V'a çıkmanızı ve IR2110'un VDD = +5V değerini kullanmanızı öneririm.

Şimdi VSS ve COM hakkında konuşalım. VSS, mantığın ülkesidir. COM "düşük getiri"dir - temelde sürücünün düşük seviyeli zemini. Bağımsız gibi görünebilirler ve sürücü çıkışlarını ve sürücü sinyal mantığını izole etmenin mümkün olabileceği düşünülebilir. Ancak bu yanlış olur. Dahili olarak bağlı olmamasına rağmen, IR2110 yalıtılmamış bir sürücüdür; bu, VSS ve COM'un her ikisinin de toprağa bağlı olması gerektiği anlamına gelir.

HIN ve LIN mantıksal girdilerdir. HIN'de yüksek bir sinyal, üst anahtarı sürmek istediğimiz anlamına gelir, yani HO'da yüksek seviyeli bir çıkış gerçekleştirilir. HIN'de düşük bir sinyal, yüksek seviyeli MOSFET'i kapatmak istediğimiz anlamına gelir, yani HO'da düşük seviyeli bir çıkış yapılıyor. HO'daki çıktı, yüksek veya düşük, toprağa göre değil, VS'ye göre sayılır. VCC, VB ve VS kullanan yükseltici devrelerin (diyot + kapasitör) MOSFET'i sürmek için nasıl yüzer güç sağladığını yakında göreceğiz. VS, değişken bir güç dönüşüdür. Yüksek bir seviyede, HO'daki seviye, VS'ye göre VB'deki seviyeye eşittir. Düşük olduğunda, HO'daki seviye, VS'ye göre VS'ye eşittir, fiilen sıfırdır.

Yüksek bir LIN sinyali, düşük bir anahtarı sürmek istediğimiz anlamına gelir, yani LO'da yüksek seviyeli bir çıkış gerçekleştirilir. Düşük LIN sinyali, düşük seviyeli MOSFET'i kapatmak istediğimiz anlamına gelir, yani LO'da düşük seviyeli bir çıkış yapılır. LO'daki çıktı, zemine göre kabul edilir. Sinyal yüksek olduğunda, LO'daki seviye VSS'ye göre VCC'deki ile aynıdır, etkin bir şekilde topraklanır. Sinyal düşük olduğunda, LO'daki seviye, VSS'ye göre VSS'deki ile aynıdır, etkin olarak sıfırdır.

SD, durdurma kontrolü olarak kullanılır. Seviye düşük olduğunda, IR2110 açıktır - durdurma işlevi devre dışı bırakılır. Bu pin yüksek olduğunda, çıkışlar devre dışı bırakılır ve IR2110'un kontrolü devre dışı bırakılır.
Şimdi MOSFET'leri yüksek ve alçak anahtarlar - yarım köprü devreleri olarak sürmek için IR2110 ile ortak konfigürasyonlara bir göz atalım.

Şekil 5 - Temel şema yarım köprü kontrolü için IR2110'da

D1, C1 ve C2, IR2110 ile birlikte bir yükseltici devre oluşturur. LIN = 1 ve Q2 açık olduğunda, bir diyot +VCC'nin altında olduğu için C1 ve C2 VB'ye yüklenir. LIN = 0 ve HIN = 1 olduğunda, C1 ve C2 üzerindeki yük, ekstra voltaj eklemek için kullanılır, VB bu durum, üst anahtar konfigürasyonunda Q1'i kontrol etmek için Q1 kaynak seviyesinin üzerinde. sağlamak için yeterli olması için C1 için yeterince büyük bir kapasitans seçilmelidir. gerekli ücret Q1'in Q1'i her zaman açık tutması için. Şarj işlemi uzun zaman alacağından ve voltaj seviyesi MOSFET'i açık tutacak kadar yükselmeyeceğinden C1'in de kapasitansı çok fazla olmamalıdır. Nasıl daha fazla zaman açık durumda gerekliyse, gerekli kapasite o kadar büyük olur. Bu nedenle, daha düşük bir frekans, daha büyük bir kapasitans C1 gerektirir. Daha büyük bir doldurma faktörü, daha büyük bir kapasitans C1 gerektirir. Tabii ki, kapasitansı hesaplamak için formüller var, ancak bunun için birçok parametreyi bilmeniz gerekiyor ve bazılarını bilmiyor olabiliriz, örneğin bir kapasitörün kaçak akımı. Bu yüzden sadece yaklaşık kapasiteyi tahmin ettim. 50Hz gibi düşük frekanslar için 47uF ila 68uF kapasitans kullanıyorum. 30-50kHz gibi yüksek frekanslar için 4.7uF ila 22uF kapasitans kullanıyorum. Elektrolitik kondansatör kullandığımız için seramik kapasitör bu kapasitör ile paralel olarak kullanılmalıdır. Yükseltici kondansatör tantal ise, seramik bir kapasitör isteğe bağlıdır.

D2 ve D3, MOSFET'lerin kapısını hızlı bir şekilde boşaltır, kapı dirençlerini atlar ve kapanma süresini azaltır. R1 ve R2 akım sınırlayıcı geçit dirençleridir.

MOSV maksimum 500V olabilir.

VCC kesintisiz bir kaynaktan gelmelidir. Filtreleme için +VCC'den toprağa filtre ve dekuplaj kapasitörleri takmalısınız.

Şimdi IR2110 ile bazı devre örneklerine bakalım.

Şekil 6 - Yüksek voltajlı yarım köprü için IR2110'lu diyagram

Şekil 7 - Bağımsız anahtar yönetimine sahip yüksek voltajlı tam köprü için IR2110'lu diyagram (tıklanabilir)

Şekil 7'de tam köprüyü sürmek için kullanılan bir IR2110 görüyoruz. İçinde karmaşık bir şey yok ve bence bunu şimdi zaten anlıyorsunuz. Burada oldukça popüler bir basitleştirmeyi de uygulayabiliriz: HIN1'i LIN2'ye bağlarız ve HIN2'yi LIN1'e bağlarız, böylece 4 yerine sadece 2 giriş sinyali kullanarak 4 anahtarın tümünü kontrol ederiz, bu Şekil 8'de gösterilmektedir.

Şekil 8 - İki girişli tuş kontrollü yüksek voltajlı tam köprü için IR2110'lu diyagram (tıklanabilir)

Şekil 9 - Yüksek voltajlı bir üst düzey sürücü olarak IR2110 ile şematik

Şekil 9'da en üst düzey sürücü olarak kullanılan IR2110'u görüyoruz. Şema oldukça basittir ve yukarıda açıklananla aynı işlevselliğe sahiptir. Dikkate alınması gereken bir şey - artık düşük seviyeli bir anahtarımız olmadığından, ÇIKIŞ'tan toprağa bağlı bir yük olmalıdır. Aksi takdirde, yükseltici kondansatör şarj edemeyecek.

Şekil 10 - Düşük seviyeli bir sürücü olarak IR2110 ile şematik

Şekil 11 - Çift düşük seviyeli sürücü olarak IR2110 ile şematik

IR2110 ile sorun yaşıyorsanız ve her şey çökmeye, yanmaya veya patlamaya devam ediyorsa, eminim ki her şeyi dikkatli bir şekilde tasarlamış olmanız koşuluyla, kapı kaynaklı dirençler kullanmadığınız için eminim. KAPI KAYNAKLI DİRENÇLERİ HİÇ UNUTMAYIN. İlgileniyorsanız, onlarla olan deneyimimi buradan okuyabilirsiniz (dirençlerin neden hasarı önlediğini de açıklarım).

Şu anda, MOSFET'ler ve IGBT transistörleri. Bu transistörleri kontrol devreleri için bir yük olarak düşünürsek, bunlar binlerce pikofarad kapasiteli kapasitörlerdir. Transistörün açılabilmesi için bu kapasitansın doldurulması, kapatıldığında ise mümkün olan en kısa sürede deşarj edilmesi gerekir. Bunu sadece transistörünüzün yüksek frekanslarda çalışacak zamanı olması için yapmanız gerekmez. Transistörün kapı voltajı ne kadar yüksek olursa, MOSFET'in kanal direnci o kadar düşük veya IGBT transistörlerinin kollektör-yayıcı doyma voltajı o kadar düşük olur. Transistörleri açmak için eşik voltajı genellikle 2-4 volttur ve transistörün tamamen açık olduğu maksimum değer 10-15 volttur. Bu nedenle 10-15 voltluk bir voltaj uygulanmalıdır. Ancak bu durumda bile, kapı kapasitansı hemen yüklenmez ve bir süre transistör, karakteristiğinin doğrusal olmayan bir bölümünde çalışır. büyük direnç transistörde büyük bir voltaj düşüşüne ve aşırı ısınmasına yol açan kanal. Bu, Miller etkisinin sözde tezahürüdür.

Kapı kapasitansının hızlı bir şekilde şarj olması ve transistörün açılabilmesi için kontrol devrenizin transistörü şarj etmek için mümkün olduğunca fazla akım sağlayabilmesi gerekir. Transistörün kapı kapasitansı ürün için pasaport verilerinden bulunabilir ve hesaplamada Cvx = Ciss alınmalıdır.

Örneğin, MOSFET - IRF740 transistörünü alın. Bizi ilgilendiren aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Yükselme Süresi - Tr = 27 (ns)

Kapanış zamanı (Güz Zamanı - Tf) = 24 (ns)

Giriş kapasitansı (Giriş Kapasitesi - Ciss) = 1400 (pF)

Maksimum transistör açma akımı şu şekilde hesaplanır:

Transistörün maksimum kapanma akımı aynı prensiple belirlenir:

Kontrol devresine güç vermek için genellikle 12 volt kullandığımızdan, Ohm yasasını kullanarak akım sınırlayıcı direnci belirleyeceğiz.

Yani, standart E24 serisine göre direnç Rg \u003d 20 Ohm.

Böyle bir transistörü doğrudan kontrolörden kontrol etmenin işe yaramayacağını unutmayın, kontrolörün sağlayabileceği maksimum voltajın 5 volt içinde ve maksimum akımın 50 mA içinde olacağını tanıtacağım. Denetleyicinin çıkışı aşırı yüklenecek ve Miller etkisi transistörde görünecek ve devreniz çok hızlı bir şekilde başarısız olacak, çünkü ya denetleyici ya da transistör biri daha önce aşırı ısınacaktır.
Bu nedenle, doğru sürücüyü seçmek gereklidir.
Sürücü bir darbe güç amplifikatörüdür ve güç anahtarlarını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Sürücüler ayrı ayrı üst ve alt tuşlar olabilir veya örneğin IR2110 veya IR2113 gibi bir üst ve alt anahtar sürücüsünde tek bir pakette birleştirilebilir.
Yukarıdaki bilgilere dayanarak, transistör kapı akımını Ig = 622 mA tutabilecek bir sürücü seçmemiz gerekiyor.
Bu nedenle, IR2011 sürücüsü bizim için uygundur, kapı akımını Ig = 1000 mA destekleyebilir.

Anahtarların değiştireceği maksimum yük voltajını da hesaba katmak gerekir. Bu durumda, 200 volta eşittir.
Sonraki, çok önemli parametre kapanış hızıdır. Bu, içinden geçen akımların akışını ortadan kaldırır. itme-çekme devreleri Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, kayıplara ve aşırı ısınmaya neden olur.

Makalenin başlangıcını dikkatlice okursanız, transistörün pasaport verilerine göre, kapanma süresinin açılış süresinden daha az olması gerektiği ve buna bağlı olarak kilitleme akımının açılış akımından daha yüksek olduğu görülebilir. Ir. Rg direncini azaltarak daha yüksek bir kapama akımı sağlanabilir, ancak daha sonra açma akımı da artacaktır, bu, di/dt akımın azalma hızına bağlı olarak, kapamadaki anahtarlama voltajı dalgalanmasının büyüklüğünü etkileyecektir. Bu açıdan bakıldığında, anahtarlama hızındaki bir artış, cihazın güvenilirliğini azaltan daha çok olumsuz bir faktördür.

Bu durumda, akımı bir yönde iletmek için yarı iletkenlerin olağanüstü özelliğini kullanacağız ve kapı devresine If transistörünün kapatma akımını geçirecek bir diyot takacağız.

Böylece, kilit açma akımı Ir, direnç R1'den ve kilitleme akımı If - diyot VD1 üzerinden akacaktır ve diyotun pn bağlantısının direnci, direnç R1'in direncinden çok daha az olduğundan, o zaman If>Ir . Kilitleme akımının değerini aşmaması için, diyotun direncini açık durumda ihmal ederek direnci belirlenen diyot ile seri olarak bir direnç açarız.

E24 R2 = 16 Ohm standart serisinden en yakın küçük olanı alalım.

Şimdi üst ve alt anahtarın sürücüsünün adının ne anlama geldiğini düşünelim.
MOSFET ve IGBT transistörlerinin voltaj, yani kapı-kaynak voltajı (Gate-Source) Ugs tarafından kontrol edildiği bilinmektedir.
Üst ve alt anahtar nedir? Aşağıdaki şekil bir yarım köprünün şemasını göstermektedir. Bu şema, sırasıyla üst ve alt tuşları, VT1 ve VT2'yi içerir. Üst anahtar VT1, drenaj ile Vcc kaynağının artısına ve kaynak tarafından yüke bağlanır ve kaynağa göre uygulanan voltaj ile açılmalıdır. Alt anahtar, boşaltma yoluyla yüke ve kaynak tarafından eksi beslemeye (toprak) bağlanır ve toprağa göre uygulanan bir voltajla açılmalıdır.

Ve alt tuşla her şey çok açıksa, ona 12 volt uygulandı - açıldı, ona 0 volt uygulandı - kapandı, o zaman üst anahtar için, voltaja göre onu açacak özel bir devreye ihtiyaç var. transistörün kaynağı. Böyle bir şema, sürücünün içinde zaten uygulanmaktadır. İhtiyacımız olan tek şey, sürücüye, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, sürücü besleme voltajı tarafından ancak transistörün kaynağına göre şarj edilecek olan bir C2 güçlendirici kapasitansı eklemektir. Kilidi açacak olan bu gerilimdir üst anahtar.

Bu devre oldukça verimlidir, ancak güçlendirici kapasitans kullanımı, dar aralıklarda çalışmasına izin verir. Bu kapasitans, alt transistör açıkken yüklenir ve devre yüksek frekanslarda çalıştırılacaksa çok büyük olamaz veya düşük frekanslarda çalışırken çok küçük olamaz. Yani bu tasarımla üst anahtarı süresiz açık tutamayız, C2 kondansatörü boşaldıktan hemen sonra kapanacaktır, ancak daha büyük bir kapasitans kullanırsanız, bir sonraki transistör çalışması periyodunda yeniden şarj etmek için zamanı olmayabilir. .
Bu problemle bir kereden fazla karşılaştık ve anahtarlama frekansını veya devrenin algoritmasını değiştirirken güçlendirici kapasitans seçimini çok sık denemek zorunda kaldık. Sorun zamanla ve çok basit bir şekilde, en güvenilir ve "neredeyse" ucuz bir şekilde çözüldü. DMC1500 için Teknik Referansı incelerken, P8 konektörünün amacı ile ilgilendik.

Kılavuzu dikkatlice okuduktan ve tüm sürücünün devresini iyi anladıktan sonra, bunun ayrı, galvanik olarak yalıtılmış bir güç kaynağını bağlamak için bir konektör olduğu ortaya çıktı. Güç kaynağının eksisini üst anahtarın kaynağına ve artıyı Vb sürücüsünün girişine ve güçlendirici kapasitansının pozitif ayağına bağlarız. Böylece, kapasitör sürekli olarak şarj edilir, bu nedenle alt anahtarın durumundan bağımsız olarak üst anahtarı gerektiği kadar açık tutmak mümkün olur. Şemaya yapılan bu ekleme, herhangi bir anahtar değiştirme algoritmasını uygulamanıza izin verir.
Güçlendirici kapasitansı şarj etmek için bir güç kaynağı olarak, doğrultucu ve filtreli geleneksel bir transformatör veya bir DC-DC dönüştürücü kullanabilirsiniz.

Güç MOSFET'leri ve yalıtımlı kapılı bipolar transistörler (IGBT'ler), modern teknolojinin yapı taşlarıdır. güç elektroniği ve yüksek akım ve gerilimlerin anahtarlama elemanları olarak kullanılır. Bununla birlikte, düşük voltajlı mantık kontrol sinyallerini MOSFET'lerin ve IGBT'lerin kapı sürücü seviyeleriyle eşleştirmek için ara eşleştirme cihazları gereklidir - yüksek voltaj sürücüleri (bundan sonra kısaca, "yüksek voltaj sürücüleri", "yüksek voltaj sürücüleri" anlamına gelecektir. MOSFET'ler ve IGBT'ler").

Çoğu durumda, yüksek voltaj sürücülerinin aşağıdaki sınıflandırması kullanılır:

• Tek bir çipe entegre edilmiş bağımsız yüksek taraf ve alçak taraf yarım köprü sürücüleri ( Yüksek ve Düşük Taraf Sürücü);
• Yarım köprüye bağlı yüksek taraf ve alçak taraf sürücüleri ( Yarım Köprü Sürücüsü);
• Yüksek taraf sürücüleri ( yüksek yan sürücü);
• Düşük Omuz Sürücüleri ( düşük yan sürücü).

Şek. 1, bu tip sürücülere karşılık gelen kontrol devrelerini gösterir.

Pirinç. 1.

İlk durumda (Şekil 1a), iki bağımsız yük, ortak kontrol sinyallerinden kontrol edilir. Yükler sırasıyla kaynak arasında bağlanır alt transistör ve yüksek voltajlı güç veriyolu (düşük taraf sürücüsü) ve ayrıca üst transistörün tahliyesi ile toprak (yüksek taraf sürücüsü) arasında. Sözde orta noktalar (üst transistörün tahliyesi ve alt transistörün kaynağı) birbirine bağlı değildir.

İkinci durumda (Şekil 1b), orta noktalar bağlanır. Ayrıca, yük hem üst hem de alt kolda açılabilir, ancak orta nokta yarım köprü devresine benzer (tam köprü devresi olarak adlandırılır). Kesin konuşmak gerekirse, şema 1a'da hiçbir şey orta noktaları bağlamanızı engellemez. Ancak bu durumda, belirli bir giriş sinyali kombinasyonu ile, aynı anda iki transistörü aynı anda açmak mümkündür ve buna göre, yüksek voltaj veriyolundan toprağa aşırı büyük bir akım akar ve bu da birinin arızalanmasına neden olur. veya aynı anda her iki transistör. Bu şemadaki böyle bir durumun istisnası, geliştiricinin endişesidir. Yarım köprü sürücülerinde (şema 1b), mikro devrenin dahili kontrol mantığı düzeyinde böyle bir durum hariç tutulur.

Üçüncü durumda (1c), yük, üst transistörün drenajı ile toprak arasına ve dördüncü durumda (1d), alt transistörün kaynağı ile yüksek voltajlı güç barası, yani. şema 1a'nın iki "yarısı" ayrı ayrı uygulanmaktadır.

içinde STMicroelectronics son yıllar(yüksek voltajlı sürücülerin nişinde) yalnızca ilk iki türdeki sürücülere (aileler) odaklanır. L638x Ve l639x, hangisi aşağıda tartışılacaktır). Bununla birlikte, daha önceki tasarımlar, tek bir MOSFET veya IGBT transistörünün (STMicroelectronics terimlerinde "Tek" kategorisi) açılıp kapanmasını kontrol eden sürücü IC'lerini içerir. Belirli bir anahtarlama şemasıyla, bu sürücüler hem üst hem de alt omuzların yükünü kontrol edebilir. Ayrıca mikro devreyi de not ediyoruz TD310 - bir pakette üç bağımsız tek sürücü. Böyle bir çözüm, üç fazlı bir yükü yönetmede etkili olacaktır. STMicroelectronics, bu çipi "Çoklu" kategorisinde bir sürücü olarak sınıflandırır.

L368x

Tablo 1, L368x ailesi yongalarının bileşimini ve parametrelerini listeler. Bu ailenin mikro devreleri, hem bağımsız yüksek ve alçak taraf (H&L) sürücüleri hem de yarım köprü (HB) sürücüleri içerir.

Tablo 1. L638x Ailesi Sürücü Parametreleri

İsim	Voffset, V	Io+, mA	Io-, mA	ton, ns	Toff, ns	tdt, ns	Tip	Kontrol
L6384E	600	400	650	200	250	prog.	HB	GİRİŞ/SD
L6385E	600	400	650	110	105		H&L	HIN/LIN
L6386E	600	400	650	110	150		H&L	HIN/LIN/SD
L6387E	600	400	650	110	105		H&L	HIN/LIN
L6388E	600	200	350	750	250	320	HB	HIN/LIN

Bazı parametreleri açıklayalım:

V OFFSET - üst transistörün kaynağı ile toprak arasındaki olası maksimum voltaj;

I O+ (I O-) - mikro devrenin çıkış aşamasının üst (alt) transistörü açıkken maksimum çıkış akımı;

T ON (T OFF) - açıldığında (kapalıyken) HIN ve LIN girişlerinden HO ve LO çıkışlarına sinyal yayılım gecikmesi;

T DT - duraklama süresi - yarım köprü sürücüleriyle ilgili bir parametre. Aktif durumları değiştirirken, mantık devresi, aynı anda üst ve alt kolların açılmasını önlemek için zorla duraklamalar getirir. Örneğin, alt kol kapanırsa, her iki kol da bir süre kapalı kalır ve ancak o zaman üst kol açılır. Ve tam tersi, eğer üst kol kapatılırsa, o zaman her iki kol bir süreliğine kapatılır ve ardından alt kol açılır. Bu süre sabitlenebilir (olduğu gibi L6388E) veya ilgili harici direncin değeri seçilerek ayarlanabilir ( L6384E).

Kontrol.Üst ve alt omuzların bağımsız sürücülerinin çipleri, HIN ve LIN girişleri tarafından kontrol edilir. Ve yüksek seviye mantık sinyali sırasıyla sürücünün üst veya alt kolunu açar. L6386E yongası ayrıca HIN ve LIN girişlerindeki durumdan bağımsız olarak her iki kolu da devre dışı bırakan ek bir SD girişi kullanır.

L6384E yongası, SD ve IN sinyallerini kullanır. SD sinyali, IN girişindeki durumdan bağımsız olarak her iki kolu da devre dışı bırakır. IN = 1 sinyali, sinyal kombinasyonuna eşdeğerdir (HIN = 1, LIN = 0) ve tersi, IN = 0, sinyal kombinasyonuna eşdeğerdir (HIN = 0, LIN = 1). Bu nedenle, üst ve alt kolların transistörlerinin aynı anda açılması prensipte imkansızdır.

L6388E çipinde kontrol, HIN ve LIN girişleri tarafından gerçekleştirilir, bu nedenle girişlere bir kombinasyon (HIN = 1, LIN = 1) uygulamak temelde mümkündür, ancak dahili mantık devresi onu bir kombinasyona dönüştürür ( HIN = 0, LIN = 0), böylece ortadan kaldırılır, aynı anda her iki transistör açılır.

Parametrelere gelince, H&L tipi çiplerle başlayalım.

600 Volt'a eşit olan V OFFSET değeri bir anlamda bu sınıftaki mikro devreler için standarttır.

400/650 mA çıkış akımı I O+ (I O-) tipik transistörlere dayalı ortalama bir değerdir. genel amaçlı. IRS ailesi (G5 HVIC nesli) ile karşılaştırıldığında, Uluslararası Doğrultucu esas olarak 290/600mA IC'ler sunar. Bununla birlikte, Uluslararası Doğrultucu hattı ayrıca 2500/2500 mA parametreli (IRS2113) ve biraz daha yavaş performansa sahip modelleri veya 4000/4000 mA'ya kadar çıkış akımlarına sahip mikro devreleri (IRS2186) içerir. Ancak, bu durumda, anahtarlama süresi ile karşılaştırıldığında, L6385E 170/170 ns değerine yükselir.

Anahtarlama zamanı. 110/105 ns (L6385E için) T ON (T OFF) değerleri, IRS mikro devre ailesini aşıyor (çok önemli olmasa da). En iyi performans (60/60 ns), IRS2011 modelinde Uluslararası Doğrultucu tarafından elde edildi, ancak VOFFSET voltajını 200 V'a düşürme pahasına.

Bununla birlikte, STMicroelectronics'in giriş (düşük voltaj) ve çıkış (yüksek voltaj) aşamalarının ortak kablosunun tek olduğu sürücüler sunduğunu not ediyoruz. International Rectifier, benzer mimariye sahip yongalara ek olarak, sürücülere giriş ve çıkış aşamaları için ayrı ortak veriyolları sunar.

L6384E yarım köprü sürücüsünün parametrelerini Uluslararası Doğrultucu ürünleriyle karşılaştırarak, yalnızca HIN / -LIN giriş mantığını uygulayan IRS21834 modeline göre (hem çıkış akımlarında hem de hızda) daha düşük olduğu sonucuna varabiliriz. IN/-SD giriş mantığı kritikse, L6384E, Uluslararası Doğrultucu ürünlerinden daha iyi performans gösterir.

Şekil l'de yapısı ve anahtarlama devresi gösterilen L6385E sürücü çipine daha yakından bakalım. 2.

Pirinç. 2.

Mikro devre, üst (HVG çıkışı) ve alt taraf (LVG çıkışı) için iki bağımsız sürücü içerir. Düşük taraf sürücüsünün uygulanması oldukça önemsizdir, çünkü GND pinindeki potansiyel sabittir ve bu nedenle görev, giriş düşük voltajlı mantık sinyali LIN'yi, açmak için gerekli LVG çıkışındaki voltaj seviyesine dönüştürmektir. düşük taraf transistörü. Üst tarafta, OUT pinindeki potansiyel, alt transistörün durumuna bağlı olarak değişir. Üst taraf kaskadını oluşturmak için kullanılan çeşitli devre çözümleri vardır. Bu durumda, nispeten basit ve ucuz bir önyükleme kontrol şeması (kayan güç kaynağı) kullanılır. Böyle bir şemada, kontrol darbesinin süresi, önyükleme kapasitansının değeri ile sınırlıdır. Ek olarak, yüksek voltajlı yüksek hızlı seviye kaydırma kaskadını kullanarak sabit şarjı için koşullar sağlamak gerekir. Bu aşama, mantık sinyallerinin yüksek taraf transistör kontrol devresinin kararlı çalışması için gerekli seviyelere dönüştürülmesini sağlar.

Kontrol voltajı belirli bir sınırın altına düştüğünde, çıkış transistörleri doğrusal bir çalışma moduna geçebilir ve bu da kristalin aşırı ısınmasına neden olur. Bunu önlemek için voltaj izleme devreleri (UVLO - Düşük Gerilim Kilitleme) ve üst (potansiyel kontrol V BOOT) ve alt (potansiyel kontrol V CC) kolları için.

Modern yüksek gerilim sürücüleri, önyükleme diyotunu entegre devre paketine entegre etme eğilimindedir. Bu, sürücü çipinin kendisine kıyasla oldukça hantal olan harici bir diyot ihtiyacını ortadan kaldırır. Yerleşik önyükleme diyotu (daha doğrusu önyükleme devresi) yalnızca L6385E sürücüsünde değil, aynı zamanda bu ailenin diğer tüm mikro devrelerinde de kullanılır.

L6386E, L6385E'nin ek özelliklere sahip bir çeşididir. Yapısı ve anahtarlama devresi, Şek. 3.

Pirinç. 3.

L6386E ve L6385E arasındaki temel farklar.İlk olarak, HIN ve LIN girişlerinin durumundan bağımsız olarak her iki transistörü kapatan düşük bir sinyal seviyesi olan ek bir SD girişi eklendi. Genellikle, giriş kontrol sinyali oluşturma devresi ile ilişkili olmayan bir acil kapatma sinyali olarak kullanılır. İkinci olarak, alt kademenin transistöründen akan akımı kontrol etmek için bir kademe eklenmiştir. Önceki devre ile karşılaştırıldığında, alçak taraf transistörünün tahliyesinin doğrudan değil, bir akım direnci (akım sensörü) aracılığıyla toprağa bağlı olduğunu görüyoruz. Üzerindeki voltaj düşüşü V REF eşik değerini aşarsa, DIAG çıkışında düşük bir seviye oluşturulur. Bu durumun devrenin çalışmasını etkilemediğini, sadece bir gösterge olduğunu unutmayın.

L638x ailesinin çiplerinin kullanımı hakkında birkaç söz. Bu makalenin sınırlı alanı, uygulama örneklerine izin vermez, ancak STMicroelectronics'in L638xE Uygulama Kılavuzu, üç fazlı bir motor kontrol devresi, kısılabilir bir floresan lamba balast devresi, çeşitli mimarilere sahip DC/DC dönüştürücüler ve bir dizi başka örnek sağlar. . Bu ailenin tüm mikro devreleri için (baskılı devre kartlarının topolojisi dahil) demo kartlarının şemaları da vardır.

L638x ailesinin analizini özetlersek, benzersiz özellikleri bazı bireysel parametreler, bu ailenin sürücüleri, hem parametrelerin kombinasyonu hem de uygulanan teknik çözümler açısından sektördeki en iyiler arasındadır.

Yüksek voltajlı sürücü ailesi
yarım köprü devresi L639x

İlk bakışta, bu ailenin mikro devreleri, L6384E mikro devresinin bir gelişimi olarak düşünülebilir. Bununla birlikte, L639x sürücü ailesinin işlevselliğini analiz ederken, L6384E'yi bir prototip olarak tanımak çok zordur (belki de STMicroelectronics hattındaki diğer yarım köprü sürücülerinin olmaması nedeniyle). Tablo 2, L639x ailesi yongalarının bileşimini ve parametrelerini listeler.

Tablo 2. L639x Ailesi Sürücü Parametreleri

İsim	Voffset, V	Io+, mA	Io-, mA	ton, ns	Toff, ns	tdt, msn	Tip	Akıllı SD	kuruluş birimi	Komp.	Kontrol
L6390	600	270	430	125	125	0,15…2,7	HB	yemek	yemek	yemek	HIN/-LIN/-SD
L6392	600	270	430	125	125	0,15…2,7	HB		yemek		HIN/-LIN/-SD
L3693	600	270	430	125	125	0,15…2,7	HB			yemek	PH/-BR/-SD

Bu ailenin mikro devrelerinin ana özelliği, ek yerleşik elemanların varlığıdır: işlemsel bir amplifikatör veya karşılaştırıcı (için L6390- her ikisi de). Şek. Şekil 4, L6390 çipinin yapısını ve anahtarlama devresini göstermektedir.

Pirinç. 4.

faydaları nelerdir ek elemanlar pratik uygulamalarda? İşlemsel yükselteçler (L6390 ve L6392) yükten geçen akımı ölçmek için tasarlanmıştır. Ayrıca, her iki çıkış da (OP + ve OP-) mevcut olduğundan, ilgili çıkışta hem mutlak bir değer hem de belirli bir referans voltajdan (örneğin, izin verilen maksimum değere karşılık gelen) bir sapma oluşturmak mümkün hale gelir. mikrodevre. L6390 sürücüsünde, karşılaştırıcı çok özel bir "akıllı kapatma" işlevi gerçekleştirir ( akıllı kapatma) - yani yükte izin verilen maksimum akım aşıldığında, karşılaştırıcı sürücünün mantığını etkilemeye başlar ve sağlar yumuşak kapatma yükler. Kapatma hızı, SD/OD pinine bağlı RC devresi tarafından ayarlanır. Ayrıca, çünkü bu sonuççift ​​yönlüdür, hem kontrol mikrodenetleyicisi için bir hata göstergesi çıkışı hem de zorunlu kapatma için bir giriş olabilir.

Tüm mikro devreler, üst ve alt omuzların transistörlerinin aynı anda açılmasına ve buna bağlı olarak çıkış durumu değiştiğinde bir duraklama oluşumuna karşı koruma mantığı içerir. Ailenin tüm mikro devreleri için T DT duraklama süresi programlanabilir ve DT pinine bağlı direncin değeri ile belirlenir.

L6390'da kontrol mantığı ve L6392 aynı tip - HIN, LIN ve SD sinyalleri.

çip farkı L6393 L6390 ve L6392'den sadece operasyonel bir amplifikatörün olmaması değil. L6393'teki karşılaştırıcı, devrenin geri kalanından bağımsızdır ve prensipte keyfi amaçlar için kullanılabilir. Bununla birlikte, en makul uygulama, akım kontrolü ve bir fazlalık işaretinin oluşturulmasıdır (yukarıda tartışılan L6386E yongasındaki DIAG pinine benzer). Ana fark kontrol mantığında yatmaktadır - bu sınıftaki mikro devreler için FAZ, FREN ve SD kontrol sinyallerinin kombinasyonu oldukça nadirdir (benzersiz değilse). Kontrol sırası diyagramı, Şek. beş.

Pirinç. beş.

Sikogram, örneğin doğru akım gibi doğrudan motor sinyallerinden kontrole odaklanır ve sözde uygular. gecikmeli durdurma mekanizması. FREN'in aktüatöre bir sinyal olduğunu varsayalım, yani. düşük seviyesi, FAZ sinyalinin durumundan bağımsız olarak motoru açar. Yine, FAZ'ın motor miline monte edilmiş bir frekans sensörü gibi bir geri besleme sensöründen veya bir kırılma noktasını gösteren bir limit sensöründen gelen bir sinyal olduğunu varsayalım. Ardından FREN sinyalinin yüksek seviyesi motoru hemen durduracaktır, ancak bu sadece FAZ sinyalinin pozitif kenarındadır. Örneğin, arabanın tahrikinden bahsediyorsak, o zaman durma sinyali (yüksek seviye FREN) önceden verilebilir, ancak durma sadece belirli bir noktada (FAZ sensörü tetiklendiğinde) gerçekleşecektir.

Şek. Şekil 6, L6393 çipinin yapısını ve anahtarlama devresini göstermektedir.

Pirinç. 6.

Parametreler hakkında. 270/430 mA'ya eşit olan I O+ (I O-) çıkış akımlarının değerleri, Uluslararası Doğrultucu mikro devrelerinden daha düşüktür (yukarıda belirtildiği gibi tipik 290/600 mA'dır). Bununla birlikte, T ON /T OFF (125/125 ns) dinamik parametreleri tüm IRS ailesi yongalarından üstündür (ve genellikle önemli ölçüde).

L639x ailesi hakkında sonuçlar. L639x ailesini endüstri liderleri grubuna atfetmeyi kendi içinde mümkün kılan yeterince yüksek nicel özelliklere sahip, Ek fonksyonlar Niteliksel bir sıçrama sağlar, çünkü daha önce bir dizi ek bileşen kullanılarak gerçekleştirilen bu işlevlerin tek bir çipte uygulanmasına izin verirler.

Çözüm

Elbette STMicroelectronics'in yüksek voltajlı sürücülerinin yelpazesi çok geniş kabul edilemez (en azından International Rectifier'ın benzer ürünleriyle karşılaştırıldığında). Ancak nicel ve kalite özellikleri kabul edilen aileler aşağı değildir en iyi ürünler IR.

MOSFET ve IGBT sürücülerinden bahsetmişken, transistörlerin kendisinden bahsetmemek mümkün değil; STMicroelectronics oldukça geniş bir alan etkisi yelpazesi (örneğin, MDMESH V ve SuperMesh3) ve yalıtımlı geçitli bipolar transistörler üretir. Bunlardan dolayı elektronik parçalar en son bu dergide yer almışsa, bu makalenin kapsamı dışında bırakılmıştır.

Son olarak, yukarıda belirtildiği gibi, STMicroelectronics'in MOSFET ve IGBT sürücüleri serisi, yarım köprü sürücüleri ile sınırlı değildir. "Tek" ve "Çoklu" kategorilerin sürücülerinin isimlendirilmesi ve parametreleri STMicroelectronics'in resmi web sitesinde bulunabilir - http://www.st.com/ .

Edebiyat

1. L638xE Uygulama Kılavuzu// ST Mikroelektronik belgesi an5641.pdf.

2. Yachmennikov V. MDmesh V transistörleri ile artan verimlilik // Elektronik Haberleri, No. 14, 2009.

3. İlyin P., Alimov N. STMicroelectronics MOSFET ve IGBT// Electronics News'in İncelenmesi, No. 2, 2009.

4. Medzhahed D. SuperMESH3 transistörlerine dayalı yüksek verimli çözümler // News of Electronics, No. 16, 2009.

PowerFlat paketinde MDMEDH V

STMikroelektronik, güç MOSFET'lerinde dünya lideri, özellikle yüzeye montaj için tasarlanmış MDMESH V transistör ailesi için yeni, yüksek performanslı bir PowerFlat paketi geliştirdi. Kasa boyutları 8x8 mm, yüksekliği 1 mm (PowerFlat 8x8 HV). Düşük yüksekliği, daha ince güç kaynakları oluşturmanıza ve ayrıca baskılı devre kartının boyutunu küçültmenize veya kurulum yoğunluğunu artırmanıza olanak tanır. PowerFlat paketindeki tahliye kontağı, ısı dağılımını iyileştiren ve böylece güvenilirliği artıran geniş, açıkta kalan bir metal yüzeydir. Bu gövde -55…150°C sıcaklık aralığında çalışabilir.

MDMESH V ailesinin transistörleri, 500 ... 650 V çalışma voltajı aralığında açık kanal direnci açısından dünyanın en iyi transistörleridir. Örneğin, serinin transistörleri STW77N65M5 MDMESH V ailesinden, 650 V çalışma voltajı ve 69 A maksimum statik akım için maksimum 0.033 Ohm Rdson değerine sahiptir. Aynı zamanda, böyle bir transistörün kapı yükü sadece 200 nK'dir. STL21N65M5 - bir PowerFlat paketindeki MDMESH V ailesinden ilk transistördür. 650 V çalışma voltajına sahip STL21N65M5 transistör, 0,190 ohm açık kanal direncine ve maksimum 17 A statik akıma sahipken, kapı şarjı 50 nK'dir.

ST Mikroelektronik Hakkında

Makale, Semikron ve CT Concept tarafından üretilen modüler cihazlara benzer özellikleri açısından LLC "Electrum AV" şirketinin endüstriyel kullanım için geliştirmelerine ayrılmıştır.

Güç elektroniğinin gelişimi için modern kavramlar, modern mikroelektroniğin teknolojik temelinin seviyesi belirler. aktif geliştirmeçeşitli konfigürasyon ve kapasitelerde IGBT cihazları üzerine kurulu sistemler. "Ulusal Teknolojik Üs" devlet programında, Kontur işletmesinde (Çeboksary) bir dizi orta güçlü IGBT modülünün ve Kremniy işletmesinde (Bryansk) bir dizi yüksek güçlü IGBT modülünün geliştirilmesi konusunda bu alana iki çalışma ayrılmıştır. . Aynı zamanda, IGBT modüllerine dayalı sistemlerin kullanımı ve geliştirilmesi, IGBT kapılarını kontrol etmek için yerli sürücü cihazlarının eksikliği ile sınırlıdır. Bu sorun aynı zamanda güçlü Alan Etkili Transistörler 200 V'a kadar voltajlı dönüştürücü sistemlerinde kullanılır.

Şu anda, Rus "elektronik" pazarında, yüksek güçlü alan etkisi ve IGBT transistörleri için kontrol cihazları Agilent Technologies, IR, Powerex, Semikron, CT Concept tarafından temsil edilmektedir. IR ve Agilent ürünleri sadece bir transistör kontrol sinyal koşullandırıcı ve koruyucu devreler içerir ve uygulamaları için yüksek güçlü veya yüksek frekanslarda transistörlerle çalışma durumunda ek elemanlar gerektirir: gerekli kenar dikliğine sahip kapı kontrol sinyalleri üretmek için harici çıkış aşamaları, koruyucu elemanlar (zener diyotlar, diyotlar vb.), kontrol sisteminin arayüz elemanları (giriş mantığı, yarım köprü cihazları için bir kontrol diyagramının oluşturulması, kontrollü transistörün durumunun optik olarak izole edilmiş durum sinyalleri, besleme voltajları vb.). Powerex ürünleri ayrıca bir DC/DC dönüştürücü gerektirirken TTL, CMOS ve FO eşleştirmesi ek harici bileşenler gerektirir. Ayrıca galvanik izolasyon ile gerekli durum sinyalleri de yoktur.

İşlevsel olarak en eksiksiz olanları Semikron's (SKHI serisi) ve CT Concept's (Standart veya SCALE türleri). Standart serinin CT Concept sürücüleri ve SKHI sürücüleri, kontrol sistemine bağlanmak için konektörlere sahip baskılı devre kartları ve üzerlerine gerekli elemanların takılı olduğu kontrollü transistörler ve tüketici tarafından ayar elemanları takma imkanı ile yapılır. Ürünler fonksiyonel ve parametrik özellikleri bakımından birbirine yakındır.

SKHI sürücülerinin isimlendirilmesi Tablo 1'de gösterilmektedir.

Tablo 1. SKHI sürücülerinin isimlendirilmesi

Semikron sürücü tipi	Kanal Sayısı	Kontrolde maksimum voltaj. transistör yırtıldı, V	Kapı voltajı değişimi, V	Maks. gösterim dışarı. akım, bir	Maksimum kapı şarjı, µC	Frekans, kHz	Yalıtım gerilimi, 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/22V	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
23/12	2	1200	+15/–8	8	4,8	100	2,5	75
23/17	2	1700	+15/–8	8	4,8	100	4	75
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
SKHIBS 01	7	1200	+15/–8	1,5	0,75	20	2,5	15

CT Concept'in SCALE sürücüleri, temel bir hibrit düzeneği temel alır ve üzerine monte edilmiş yüksek güçlü FET'leri veya IGBT'leri sürmek için temel unsurları içerir. baskılı devre kartı, gerekli ayar elemanlarını kurma yeteneği ile. Kart ayrıca gerekli konektörler ve prizlerle donatılmıştır.

CT Concept'ten temel hibrit SCALE sürücü tertibatlarının aralığı Tablo 2'de gösterilmektedir.

Electrum AV tarafından üretilen sürücü cihazları, güçlü transistörlerin kapılarını kontrol etmek için gerekli tüm unsurları içeren, akım ve potansiyel sinyallerin gerekli eşleşme seviyelerini, yükselme sürelerini ve gecikmeleri ve ayrıca gerekli seviyeleri sağlayan tamamen eksiksiz, işlevsel olarak eksiksiz cihazlardır. tehlikeli doyma voltajı seviyelerinde (akım aşırı yük veya kısa devre) ve yetersiz geçit voltajında ​​kontrollü transistörler için koruma. Kullanılan DC/DC dönüştürücüler ve transistör çıkış aşamaları, minimum anahtarlama kayıplarını sağlamak için herhangi bir gücün kontrollü transistörlerinin yeterli hızda anahtarlanmasını sağlamak için gerekli güce sahiptir. DC/DC dönüştürücüler ve optokuplörler, yüksek voltaj uygulamaları için yeterli düzeyde galvanik izolasyona sahiptir.

Tablo 2. CT Concept'ten SCALE sürücülerinin temel hibrit düzeneklerinin isimlendirilmesi

CT Concept sürücü tipi	Kanal Sayısı	Besleme gerilimi sürücü-inanç, V	Maks. gösterim çıkış akımı, bir	Ex'deki maksimum voltaj. transistör yırtıldı, V	Çıkış gücü, W	gecikme, ns	İzolasyon gerilimi, V	du/dt, kV/µs	giriş
IGD 508E	1	±15	±8	3300	5	225	5000		cilt
IGD 515E	1	±15	±15	3300	5	225	5000		cilt
IGD 608E	1	±15	±8	1200	6	60	4000	>50	trans
IGD608A1 17	1	±15	±8	1700	6	60	4000	>50	trans
IGD 615A	1	±15	±15	1200	6	60	4000	>50	trans
IGD615A1 17	1	±15	±15	1700	6	60	4000	>50	trans
IHD 215A	2	±15	±1.5	1200	1	60	4000	>50	trans
IHD 280A	2	±15	±8	1200	1	60	4000	>50	trans
IHD280A1 17	2	±15	±8	1700	1	60	4000	>50	trans
IHD680A	2	±15	±8	1200	3	60	4000	>50	trans
IHD680A1 17	2	±15	±8	1700	3	60	4000	>50	trans
IHD580F	2	±15	±8	2500	2,5	200	5000		cilt

Bu makale, tekli transistörleri kontrol etmek için MD115, MD150, MD180 (MD115P, MD150P, MD180P) cihazları ve ayrıca yarım köprü cihazlarını kontrol etmek için MD215, MD250, MD280 (MD215P, MD250P, MD280P) sunacaktır.

Tek kanallı IGBT sürücü modülü ve güçlü alan etkili transistörler: MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, ID180P

MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, MD180P sürücü modülü, paralel bağlantıları da dahil olmak üzere IGBT'leri ve yüksek güçlü alan etkili transistörleri kontrol etmek için hibrit bir entegre devredir. Modül, 1700 V'a kadar izin verilen maksimum gerilim, aşırı yük veya kısa devreye karşı koruma, transistör kapısındaki yetersiz gerilime karşı koruma ile çoğu IGBT ve güçlü alan etkili transistörlerle akım ve gerilim seviyelerinin eşleşmesini sağlar. Transistörün çalışma modunun ihlali durumunda sürücü bir "kaza" sinyali üretir. Üzerinden dış unsurlar sürücü modu, optimum kontrol için yapılandırılabilir farklı şekiller transistörler. Sürücü, "Kelvin" çıkışlı transistörleri sürmek veya bir akım algılama direnci ile akımı kontrol etmek için kullanılabilir. MD115P, MD150P, MD180P aygıtları, sürücünün çıkış aşamalarına güç sağlamak için yerleşik bir DC / DC dönüştürücü içerir. MD115, MD150, MD180 cihazları, harici bir izole güç kaynağı gerektirir.

Pin ataması

1 - "acil durum +" 2 - "acil durum -" 3 - "giriş +" 4 - "giriş -" 5 - "U beslemesi +" (yalnızca "P" indeksli modeller için) 6 - "U beslemesi -" (sadece “P”) indeksli modeller için 7 - “Ortak” 8 - “+E besleme” 9 - “çıkış” - transistör kapı kontrolü 10 - “–E besleme” 11 - “örneğin” - doyma voltajını izlemek için giriş kontrollü transistörün 12 - "akım" - kontrollü transistörden akan akımı kontrol etmek için giriş

IA215, IA250, IA280, IA215I, IA250I, IA280I çift kanallı IGBT ve güç FET sürücü modülleri

MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P sürücü modülleri - IGBT'leri ve güçlü alan etkili transistörleri iki kanal üzerinden, hem bağımsız hem de yarım köprü anahtarlamada kontrol etmek için hibrit bir entegre devre; paralel bağlantı transistörler. Sürücü, 1700 V'a kadar izin verilen maksimum voltajlara, aşırı yüklere veya kısa devrelere karşı koruma, transistör kapısında yetersiz voltaj ile çoğu IGBT ve güçlü alan etkili transistörlerle akım ve voltaj seviyeleri açısından eşleşme sağlar. Sürücü girişleri, 4 kV izolasyon gerilimi ile güç bölümünden galvanik olarak izole edilmiştir. Sürücü, transistörlerin kapılarını kontrol etmek için gerekli seviyeleri oluşturan dahili DC/DC dönüştürücüler içerir. Cihaz, transistörlerin çalışma modunu ve ayrıca gücün varlığını karakterize eden gerekli durum sinyallerini üretir. Harici elemanların yardımıyla, sürücünün çalışma modu, farklı tipteki transistörlerin optimum kontrolü için yapılandırılır.

Tablo 4. Çift kanallı IGBT sürücü modülünün ve güç alanı etkili transistörlerin pinlerinin tanımı

Pin No.	atama	İşlev	Pin No.	atama	İşlev
14	Х1 "+"	İlk kanalın doğrudan kontrol girişi	15	kızılötesi	İlk kanalın kontrollü transistöründeki doyma voltajını izlemek için ölçüm toplayıcı
13	BX1 "-"	İlk kanalın ters çevrilmiş kontrol girişi	16	SG1	İlk kanalın ayarlanabilir eşik ve blokaj süresi ile doygunluk voltajı kontrol girişi
12	ST "+ E çukuru"	İlk kanalın çıkış aşamasının besleme voltajının durumu	17	Out2	İlk kanalın kontrollü transistörünün ayarlanabilir açma süresi ile transistör kapısı kontrol çıkışı
11	Sz	İlk kanalın ek bir kondansatörünün (açma gecikme süresinin ayarlanması) bağlanması için giriş	18	çıkış1	İlk kanalın kontrollü transistörünün ayarlanabilir kapanma süresi ile transistör kapısı kontrol çıkışı
10	ST	İlk kanalın kontrollü transistöründe alarm durumu çıkışı	19	–E çukuru
9	ENGELLEMEK	Kilit girişi	20	Yaygın	İlk kanalın sürücüsünün güç kısmının besleme voltajı çıkışları
8		Dahil değil	21	+E çukuru	İlk kanalın sürücüsünün güç kısmının besleme voltajı çıkışları
7	+5V		22	+ E çukuru "
6		Giriş devresinin güç kaynağını bağlamak için giriş	23	Yaygın"	İkinci kanalın sürücüsünün güç kısmının besleme voltajı çıkışları
5	BX2 "+"	İkinci kanalın doğrudan kontrol girişi	24	–E çukuru"	İkinci kanalın sürücüsünün güç kısmının besleme voltajı çıkışları
4	BX2 "-"	İkinci kanalın ters çevrilmiş kontrol girişi	25	çıkış1"	İkinci kanalın kontrollü transistörünün ayarlanabilir açma süresi ile transistör kapısı kontrol çıkışı
3	ST "+ E çukuru" 9	İkinci kanalın çıkış aşamasının besleme voltajının durumu	26	çıkış2"	İkinci kanalın kontrollü transistörünün ayarlanabilir kapanma süresi ile transistör kapısı kontrol çıkışı
2	Sz9	İkinci kanalın ek bir kondansatörünün (anahtarlama gecikme süresinin ayarlanması) bağlanması için giriş	27	IK1"	Ayarlanabilir eşik ve ikinci kanalın blokaj süresi ile doygunluk voltajı kontrol girişi
1	ST9	İkinci kanalın kontrollü transistöründe alarm durumu çıkışı	28	IR"	İkinci kanalın kontrollü transistöründeki doyma voltajını izlemek için ölçüm toplayıcı

МД1ХХХ ve МД2ХХХ tiplerinin her iki tipi de ayrı ayrı ayarlanabilen şarj ve deşarj akımları ile gerekli olan transistör geçit kontrol sinyallerinin üretilmesini sağlar. dinamik parametreler, üzerlerinde yetersiz veya aşırı voltaj olması durumunda transistör kapılarının voltaj kontrolünü ve korumasını sağlar. Her iki cihaz türü de kontrollü transistörün doyma voltajını izler ve yükün sorunsuz bir acil durum kapatmasını gerçekleştirir. kritik durumlar, optokuplör izolasyonu ile bir sinyal oluşturarak, bunu işaret ediyor. Bu işlevlere ek olarak, MD1XXX serisinin cihazları, harici bir akım ölçüm direnci - bir "şönt" kullanarak kontrollü bir transistör aracılığıyla akımı kontrol etme yeteneğine sahiptir. 0.1'den birkaç mOhm'a kadar dirençlere ve onlarca ve yüzlerce watt'a sahip bu tür dirençler, seramik tabanlar üzerinde, ayarlanabilir derecelendirmelere sahip hassas geometrili nikrom veya manganin şeritleri şeklinde yapılmış, ayrıca Electrum AV LLC tarafından geliştirilmiştir. Onlar hakkında daha ayrıntılı bilgi www.orel.ru/voloshin web sitesinde bulunabilir.

Tablo 5. Ana elektrik parametreleri

giriş devresi
		dk.	tip.	Maks.
Besleme gerilimi, V		4,5	5	18
Tüketim akımı, mA		yüksüz 80'den fazla değil, yükte 300mA'dan fazla değil
giriş mantığı		CMOS 3 -15 V, TTL
Kontrol giriş akımı, mA		0,5'ten fazla değil
Çıkış gerilimi st, V		15'ten fazla değil
Çıkış akımı st, mA		en az 10
çıkış devresi
Tepe çıkış akımı, A
MD215		1.5'ten fazla değil
MD250		5.0'dan fazla değil
MD280		8.0'dan fazla değil
Çıkış ortalama akımı, mA		40'tan fazla değil
Maksimum anahtarlama frekansı, kHz		en az 100
Voltaj değişim hızı, kV/μs		en az 50
Kontrollü transistördeki maksimum voltaj, V		en az 1200
DC / DC çevirici
Çıkış voltajları, V		en az 15
Güç, W		en az 1 en az 6 (M indeksli modeller için)
yeterlik		en az %80
dinamik özellikler
Gecikme giriş çıkışı t on, µs		1'den fazla değil
Artık kapanma gecikmesi t kapalı, ms		0,5'ten fazla değil
Durum açma gecikmesi, µs		1'den fazla değil
Koruma işleminden sonra kurtarma süresi, μs		10'dan fazla değil
		1'den az değil (Ct, Ct" kapasitelerine göre ayarlanır)
Transistör açıldığında doyma gerilimi koruma devresinin yanıt süresi tblock, μs		en az 1
Eşik voltajları
		dk.	tip.	Maks.
Yetersiz besleme için koruma çalışma eşiği E, V		10,4	11	11,7
Kontrollü transistörün doyma gerilimi koruma devresi, çıkışın kapatılmasını ve “IK” girişindeki gerilimde CT sinyalinin üretilmesini sağlar, V		6	6,5	7
yalıtım
Güç sinyallerine göre kontrol sinyallerinin izolasyon voltajı, V		en az 4000 AC voltaj
DC/DC dönüştürücü yalıtım voltajı, V		3000 DC voltajından az değil

Önerilen sürücüler, transistörleri yüksek frekansta (100 kHz'e kadar) kontrol etmenizi sağlar, bu da çok yüksek verimli dönüşüm süreçleri elde etmenizi sağlar.

MD2ХХХ serisi cihazlar, 3 ila 15 V (CMOS) ve standart TTL seviyeleri arasında farklı değerlere sahip sinyalleri kontrol etmenizi sağlarken, aynı seviyede transistör kapı kontrol sinyalleri sağlayan ve bir yarım köprünün üst ve alt kollarını değiştirmek için gecikme süresi, bu da geçiş akımlarının olmamasını sağlamayı mümkün kılar.

MD2XXX aygıtı örneğinde sürücülerin kullanım özellikleri

Kısa inceleme

MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P sürücü modülleri, IGBT'leri ve yüksek güçlü alan etkili transistörleri değiştirmek için tasarlanmış evrensel kontrol modülleridir.

Tüm MD2XXX türleri karşılıklı uyumlu kontaklara sahiptir ve yalnızca maksimum darbe akımı düzeyinde farklılık gösterir.

Daha yüksek güçlü MD türleri - MD250, MD280, MD250P, MD280P, çoğu modül veya yüksek frekanslarda kullanılan paralel bağlı birkaç transistör için çok uygundur.

MD2XXX serisi sürücü modülleri, IGBT'ler ve güç FET'leri için kontrol ve koruma sorunlarına eksiksiz bir çözüm sunar. neredeyse hiçbiri ek bileşenler giriş veya çıkış kısmında gerekli değildir.

Aksiyon

İki kanalın her biri için MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P sürücü modülleri şunları içerir:

• sinyal seviyesi uyumu ve koruyucu bir anahtarlama gecikmesi sağlayan bir giriş devresi;
• giriş devresi ile güç (çıkış) kısmı arasındaki elektriksel izolasyon;
• transistör kapısı sürücü devresi; açık bir transistörde;
• sürücünün güç bölümünün besleme voltajı seviyesini kontrol etmek için devre;
• amplifikatör;
• sürücünün çıkış kısmındaki voltaj dalgalanmalarına karşı koruma;
• elektriksel olarak izole edilmiş voltaj kaynağı - DC//DC dönüştürücü (sadece P indeksli modüller için)

Her iki sürücü kanalı da birbirinden bağımsız olarak çalışır.

Giriş devresi ve güç bölümü arasında transformatörler ve optokuplörler tarafından sağlanan elektriksel izolasyon (1 dakika boyunca 2650 V AC 50 Hz'lik bir test voltajına tabidir) ve ayrıca 30 kV/µs'lik son derece yüksek bir voltaj dönüş hızı sayesinde , sürücü modülleri, güç bölümü ile kontrol (kontrol) devresi arasında meydana gelen yüksek potansiyel gerilimleri ve büyük potansiyel atlamaları olan devrelerde kullanılır.

MD2XXX serisi sürücülerin çok kısa gecikme süreleri onları yüksek frekanslı güç kaynaklarında, yüksek frekanslı dönüştürücülerde ve rezonans dönüştürücülerde kullanmayı mümkün kılar. Son derece kısa gecikme süreleri sayesinde köprü kontrolünde sorunsuz çalışmayı garanti ederler.

MD2XXX serisi sürücülerin ana işlevlerinden biri, kontrollü güç transistörlerinin kısa devrelere ve aşırı yüklenmelere karşı güvenilir şekilde korunmasının garantisidir. Transistörün acil durumu, açık durumda güç transistörünün kollektöründeki voltaj ile belirlenir. Kullanıcı tanımlı bir eşik aşılırsa, güç transistörü kapanır ve kontrol girişindeki aktif sinyal seviyesinin sonuna kadar bloke kalır. Bundan sonra, kontrol girişine aktif bir seviye uygulanarak transistör tekrar açılabilir. Bu koruma konsepti, IGBT'lerin güvenilir şekilde korunması için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sonuçların işlevsel amacı

Pimler 14 (BX1 "+"), 13 (BX1 "-")

13 ve 14 numaralı pinler, sürücünün kontrol girişleridir. Kontrol, bunlara TTL mantık seviyeleri uygulanarak gerçekleştirilir. Giriş Vx1 "+" doğrudandır, yani kendisine mantıksal 1 uygulandığında güç transistörü açılır ve 0 uygulandığında kapanır. Giriş Vx1 "-" terstir, yani kendisine mantıksal 1 uygulandığında güç transistörü kapanır ve 1 uygulandığında açılır. Genellikle, Vx1 "-", sürücünün giriş kısmının ortak iletkenine bağlanır ve Vx1 "+" girişi tarafından kontrol edilir. Sürücünün çevirmeli ve çevirmesiz geçişi Şekil 10'da gösterilmektedir.

Tablo 6, bir sürücü kanalının durum diyagramını gösterir.

Bu pinler üzerinde bulunan sürücünün giriş ve çıkış kısımları arasındaki elektriksel izolasyon optokuplörler kullanılarak yapılmaktadır. Kullanımları sayesinde, kontrol devresindeki güç transistöründe meydana gelen geçici olayların etkisi olasılığı hariç tutulur.

Tablo 6. Bir sürücü kanalının durum şeması

Вх1+	Fx1–	Transistör kapısı voltajı	Transistör doyma gerilimi > normal	Aziz	St "+ E çukuru"	çıkış
x	x	+	x	x	L	L
x	x	x	+	ben	H	ben
ben	x	x	x	x	H	ben
x	H	x	x	x	H	ben
H	ben	-	-	H	H	H

Giriş devresi, her iki yarım köprü güç transistörünün aynı anda açılmasını önleyen yerleşik bir korumaya sahiptir. Her iki kanalın kontrol girişlerine aktif bir kontrol sinyali uygulanırsa, devre bloke olur ve her iki güç transistörü de kapanır.

Sürücü modülleri, güç transistörlerine mümkün olduğunca yakın yerleştirilmeli ve bunlara mümkün olan en kısa iletkenlerle bağlanmalıdır. Vx1 "+" ve Vx1 "-" girişleri, 25 cm uzunluğa kadar iletkenlerle kontrol ve izleme devresine bağlanabilir.

Ayrıca iletkenler paralel çalışmalıdır. Ek olarak, Ix1 "+" ve Ix1 "-" girişleri, bükümlü bir çift kullanılarak kontrol ve izleme devresine bağlanabilir. Ortak iletken giriş devresi kontrol darbelerinin güvenilir iletimini sağlamak için her iki kanal için her zaman ayrı olarak bağlanmalıdır.

Kontrol darbelerinin güvenilir iletiminin çok uzun bir darbe durumunda gerçekleştiğini dikkate alarak, o zaman tam yapılandırma minimum kısa kontrol darbesi durumunda kontrol edilmelidir.

Sonuç 12 (ST "+ E çukuru")

Pin 12, sürücünün çıkış (güç) kısmında gücün (+18 V) varlığını doğrulayan bir durum çıkışıdır. Açık kollektör şemasına göre monte edilir. saat normal operasyon sürücü (gücün varlığı ve yeterli seviyesi), durum çıkışı açık bir transistör kullanılarak kontrol devresinin ortak çıkışına bağlanır. Bu durum çıkışı Şekil 11'de gösterilen şemaya göre bağlanırsa, acil bir durum, üzerinde yüksek bir voltaj seviyesine (+5 V) karşılık gelir. Sürücünün normal çalışması, bu durum pinindeki düşük voltaj seviyesine karşılık gelecektir. Durum pininden akan akımın tipik değeri 10 mA'ya karşılık gelir, bu nedenle direnç R'nin değeri R \u003d U / 0.01 formülüyle hesaplanır,

burada U besleme gerilimidir. Besleme gerilimi 12 V'un altına düştüğünde güç transistörü kapanır ve sürücü bloke olur.

Sonuç 11 (Sz)

Pim 11'e ek bir kapasitör bağlanır, bu da sürücüdeki giriş ve çıkış darbeleri arasındaki gecikme süresini ton artırır. Varsayılan olarak (ek kapasitör olmadan), bu süre tam olarak 1 µs'dir, bu nedenle sürücü 1 µs'den daha kısa darbelere yanıt vermez (koruma dürtü gürültüsü). Bu gecikmenin temel amacı, yarım köprülerde meydana gelen geçiş akımlarının oluşumunu ortadan kaldırmaktır. Geçiş akımları, güç transistörlerinin ısınmasına, acil korumanın çalışmasına, akım tüketiminin artmasına ve devrenin veriminin kötüleşmesine neden olur. Yarım köprüye yüklenen sürücünün her iki kanalı tarafından bu gecikmenin devreye girmesi nedeniyle, bir sinyali menderes şeklinde kontrol etmek mümkündür.

Örneğin, 2MBI 150 modülünün 3 µs'lik bir kapanma gecikmesi vardır, bu nedenle, kanallar birlikte kontrol edildiğinde modülde geçiş akımlarının oluşmasını önlemek için, en az 1200'lük bir ek kapasitans koymak gerekir. Her iki kanalda da pF.

Ortam sıcaklığının gecikme süresi üzerindeki etkisini azaltmak için düşük TKE'li kapasitörlerin seçilmesi gerekir.

Pim 10 (ST)

Pin 10, birinci kanalın güç transistöründeki arızanın durum çıkışıdır. Çıkıştaki yüksek mantıksal seviye, sürücünün normal çalışmasına ve düşük seviye - bir kazaya karşılık gelir. Güç transistöründeki doyma voltajı eşik seviyesini aştığında bir kaza meydana gelir. Çıkıştan geçen maksimum akım 8 mA'dır.

Pim 9 (BLOK)

Pin 6, sürücünün kontrol girişidir. Mantıksal bir birim uygulandığında, sürücü bloke olur ve güç transistörlerine bir blokaj gerilimi uygulanır. Engelleme girişi her iki kanal için ortaktır. Sürücünün normal çalışması için bu girişe mantıksal bir sıfır uygulanmalıdır.

Pin 8 kullanılmaz.

Pim 7 (+5 V) ve 6 (ortak)

Pin 6 ve 7, sürücüye güç bağlantısı için girişlerdir. Güç, 8 W gücünde ve 5 ± 0,5 V çıkış voltajı olan bir kaynaktan sağlanır. Güç, sürücüye kısa iletkenlerle bağlanmalıdır (kayıpları azaltmak ve gürültü bağışıklığını artırmak için). Bağlantı iletkenleri 25 cm'den uzunsa, aralarına sürücüye mümkün olduğunca yakın gürültü bastırma kapasitansları yerleştirmek gerekir (0,1 μF kapasiteli seramik kapasitör).

Pim 15 (IR)

Pin 15 (ölçüm kollektörü), güç transistörünün kollektörüne bağlanır. Bu sayede açık transistördeki voltaj izlenir. Kısa devre veya aşırı yük durumunda, açık transistör üzerindeki voltaj keskin bir şekilde yükselir. Transistör kollektör üzerindeki voltajın eşik değeri aşıldığında güç transistörü bloke olur ve MT alarm durumu tetiklenir. Koruma tetiklendiğinde sürücüde meydana gelen süreçlerin zamanlama diyagramları Şekil 7'de gösterilmiştir. Koruma eşiği, seri bağlı diyotlar bağlanarak ve doyma gerilimi eşik değeri U us ile düşürülebilir. por.=7 –n U pr.VD, burada n diyot sayısıdır, U pr.VD açık diyot boyunca voltaj düşüşüdür. Güç transistörüne 1700 V'luk bir kaynaktan güç veriliyorsa, arıza voltajı en az 1000 V olan ek bir diyot takılması gerekir. Diyot katodu, güç transistörünün toplayıcısına bağlanır. Koruma yanıt süresi, 16-IK1 çıkışı kullanılarak ayarlanabilir.

Sonuç 16 (IK1)

Pim 16'da (ölçüm toplayıcı), pim 15'in aksine yerleşik bir diyot ve sınırlayıcı direnç yoktur. Açık bir transistörde doyma gerilimi ile korumanın tepki süresini belirleyen bir kondansatör bağlamak gerekir. Bu gecikme, parazitin devre üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak için gereklidir. Kondansatörün bağlanması nedeniyle, koruma yanıt süresi, engelleme kapasitansı t =4 С U us ile orantılı olarak artar. por., burada C, kondansatörün kapasitansı, pF. Bu süre, sürücünün dahili gecikme süresi t off(10%)=3 µs'ye eklenir. Varsayılan olarak, sürücünün kapasitansı C = 100 pF'dir, bu nedenle koruma yanıt gecikmesi t = 4 100 6,3 + t kapalı (%10) = 5,5 µs'dir. Gerekirse, pin 16 ile güç ünitesinin ortak güç kaynağı kablosu arasına bir kapasitans bağlanarak bu süre artırılabilir.

17 (çıkış.2) ve 18 (çıkış.1) pimleri

17 ve 18 numaralı pinler sürücü çıkışlarıdır. Güç transistörlerini bağlamak ve açılma sürelerini ayarlamak için tasarlanmıştır. Pim 17'de (out.2), kontrollü modülün kapısına pozitif bir potansiyel (+18 V) verilir ve pim 18 (çıkış 1) aracılığıyla bir negatif potansiyel (-5 V) sağlanır. Dik kontrol cepheleri (1 µs düzeyinde) ve çok yüksek yük gücü (paralel bağlı iki 2MBI 150 modülü) sağlamak gerekliyse, buna izin verilir. doğrudan bağlantı bu çıkışlar modüllerin kontrol çıkışları ile. Cepheleri sıkmak veya kontrol akımını sınırlamak gerekirse (ağır yük durumunda), modüller sınırlayıcı dirençler aracılığıyla pim 17 ve 18'e bağlanmalıdır.

Doyma voltajı eşik seviyesini aşarsa, kontrol transistörünün kapısındaki voltajda koruyucu düzgün bir düşüş meydana gelir. Transistörün kapısındaki voltajı %90t off (%90)=0.5 µs, %10t off(%10)=3 µs seviyesine düşürme süresi. Gerilim dalgalanması olasılığını ortadan kaldırmak için çıkış geriliminde yumuşak bir düşüş gereklidir.

Pinler 19 (-E çukuru), 20 (Ortak) ve 21 (+E çukuru)

19, 20 ve 21 numaralı pinler, sürücünün güç bölümünün güç çıkışlarıdır. Bu pinler, sürücünün DC/DC dönüştürücüsünden gelen voltajla beslenir. Dahili DC / DC dönüştürücüler olmadan MD215, MD250, MD280 gibi sürücülerin kullanılması durumunda, buraya bağlayın dış kaynaklar güç kaynağı: pin 19 -5 V, pin 20 - ortak, pin 21 +18 V, 0,2 A'ya kadar akım için.

Bir sürücünün hesaplanması ve seçimi

Hesaplama için ilk veriler, modül C'nin giriş kapasitansı veya eşdeğer yük Qin, modül R'nin giriş direnci, modül girişindeki voltaj dalgalanması U = 30 V (referans bilgilerde verilmiştir). modülü), modülün çalıştığı maksimum çalışma frekansı f maks.

DC/DC dönüştürücü P'nin maksimum gücü olan Imax modülünün kontrol girişinden akan darbeli akımı bulmak gerekir.

Şekil 16, bir kapı kapasitansı ve bir sonlandırma direncinden oluşan modül girişinin eşdeğer devresini göstermektedir.

Qin yükü ilk verilerde belirtilmişse, bu durumda onu /D U cinsinden =Q'daki eşdeğer giriş kapasitansı C olarak yeniden hesaplamak gerekir.

Modülün giriş kapasitansına tahsis edilen reaktif güç, D U'da Pc = f Q formülü ile hesaplanır. P sürücüsünün DC/DC dönüştürücüsünün toplam gücü, sürücü çıkış aşaması Pout tarafından tüketilen gücün toplamıdır. , ve reaktif güç, Ps modülünün giriş kapasitansına tahsis edilmiştir: P = P çıkış + Rs.

Hesaplamalar sırasında modül girişindeki çalışma frekansı ve voltaj salınımı maksimum olarak alınmış, bu nedenle normal sürücü çalışması sırasında mümkün olan maksimum DC/DC dönüştürücü gücü elde edilmiştir.

Sınırlayıcı direnç R'nin direncini bilerek, sürücüden akan darbeli akımı bulabilirsiniz: I max \u003d D U / R.

Hesaplama sonuçlarına dayanarak, güç modülünü kontrol etmek için gereken en uygun sürücüyü seçmek mümkündür.