Kio estas la principo de la vetura cirkvito de alta potenco MOSFET?

La sama alt-potenca MOSFET, la uzo de malsamaj stiraj cirkvitoj ricevos malsamajn ŝanĝajn karakterizaĵojn. La uzo de bona agado de la veturado-cirkvito povas igi la potencon ŝalti aparaton funkcii en relative ideala ŝanĝa stato, dum mallongigo de la ŝanĝa tempo, redukti ŝanĝperdojn, la instalado de la operacia efikeco, fidindeco kaj sekureco estas de granda signifo. Tial, la avantaĝoj kaj malavantaĝoj de la veturado cirkvito rekte influas la agadon de la ĉefa cirkvito, la raciigo de la dezajno de la veturado cirkvito estas ĉiam pli grava. Tiristor malgranda grandeco, malpeza, alta efikeco, longa vivo, facile uzebla, povas facile haltigi la rektifilon kaj invetilon, kaj ne povas ŝanĝi la cirkvitan strukturon sub la premiso ŝanĝi la grandecon de la rektifilo aŭ invetila fluo.IGBT estas komponaĵo. aparato deMOSFETkaj GTR, kiu havas la karakterizaĵojn de rapida ŝanĝa rapido, bona termika stabileco, malgranda veturpovo kaj simpla veturadcirkvito, kaj havas la avantaĝojn de malgranda sur-ŝtata tensiofalo, alta eltena tensio kaj alta akcepta kurento. IGBT kiel ĉefa elektroprodukta aparato, precipe en altpotencaj lokoj, estis ofte uzata en diversaj kategorioj.

La ideala veturanta cirkvito por alt-potencaj MOSFET-ŝanĝaj aparatoj devus plenumi la sekvajn postulojn:

(1) Kiam la elektra ŝaltila tubo estas ŝaltita, la veturanta cirkvito povas provizi rapide altiĝantan bazan kurenton, tiel ke estas sufiĉe da veturpotenco kiam ĝi estas ŝaltita, tiel reduktante la enŝaltan perdon.

(2) Dum la ŝanĝa tubo-kondukado, la baza kurento provizita de la MOSFET-ŝoforo-cirkvito povas certigi, ke la potenca tubo estas en saturita kondukta stato sub ajna ŝarĝa kondiĉo, certigante relative malaltan konduktan perdon. Por redukti la stokan tempon, la aparato devus esti en kritika saturiĝa stato antaŭ malŝalto.

(3) haltigo, la veturado cirkvito devus provizi sufiĉan inversan bazan stiradon por rapide eltiri la ceterajn portantojn en la baza regiono por redukti la stokadotempon; kaj aldonu inversan biasan fortranĉon, tiel ke la kolektofluo falas rapide por redukti la surteriĝotempon. Kompreneble, la malŝalto de la tiristoro estas ankoraŭ ĉefe per la inversa anoda tensiofalo por kompletigi la haltigon.

Nuntempe, la tiristoro veturado kun komparebla nombro de nur tra la transformilo aŭ optocoupler izolado apartigi la malalta tensio fino kaj alta tensio fino, kaj tiam tra la konvertiĝo cirkvito movi la tiristoro kondukado. Sur la IGBT por la nuna uzo de pli IGBT stirado modulo, sed ankaŭ integrita IGBT, sistemo mem-prizorgado, mem-diagnozo kaj aliaj funkciaj moduloj de la IPM.

En ĉi tiu artikolo, por la tiristoro ni uzas, dizajnas eksperimentan veturan cirkviton, kaj ĉesigas la realan teston por pruvi, ke ĝi povas movi la tiristoron. Koncerne al la veturado de IGBT, ĉi tiu artikolo ĉefe enkondukas la nunajn ĉefajn specojn de IGBT-disko, same kiel ilian respondan veturilcirkviton, kaj la plej ofte uzatan optokuplan izolan veturadon por ĉesigi la simulan eksperimenton.

2. Tiristora stirado de cirkvito studo ĝenerale la tiristoraj mastrumaj kondiĉoj estas:

(1) la tiristoro akceptas la inversan anodan tension, sendepende de la pordego akceptas kian tension, la tiristoro estas en la malŝaltita stato.

(2) Tiristor akceptas antaŭen anodan tension, nur en la kazo de la pordego akceptas pozitivan tension la tiristoro estas sur.

(3) Tiristor en la kondukta kondiĉo, nur certa pozitiva anoda tensio, sendepende de la pordega tensio, la tiristoro insistis pri kondukado, tio estas, post la tiristoro-kondukado, la pordego perdiĝas. (4) tiristoro en la kondukta kondiĉo, kiam la ĉefa cirkvito tensio (aŭ fluo) reduktita al proksime de nulo, la tiristoro halto. Ni elektas, ke la tiristoro estas TYN1025, ĝia eltena tensio estas 600V ĝis 1000V, aktuala ĝis 25A. ĝi postulas, ke la pordega tensio estas 10V ĝis 20V, veturfluo estas 4mA ĝis 40mA. kaj ĝia bontena fluo estas 50mA, la motora kurento estas 90mA. aŭ DSP aŭ CPLD ellasilsignala amplitudo tiel longe kiel 5V. Antaŭ ĉio, kondiĉe ke la amplitudo de 5V en 24V, kaj poste tra 2:1 izolado transformilo por konverti la 24V ellasilon signalo en 12V ellasilon signalo, dum kompletigado de la funkcio de la supra kaj malsupra tensio izolado.

Eksperimenta cirkvitodezajno kaj analizo

Antaŭ ĉio, la boostcirkvito, pro la izola transformilcirkvito en la malantaŭa scenejo de laMOSFETaparato bezonas 15V ellasilon signalo, do la bezono unue amplitudo 5V ellasilon signalo en 15V ellasilon signalo, tra la MC14504 5V signalo, konvertita en 15V signalo, kaj tiam tra la CD4050 sur la eligo de la 15V stirado signalo formado, kanalo 2 estas konektita al la 5V eniga signalo, kanalo 1 estas konektita al la eligo Kanalo 2 estas konektita al la 5V eniga signalo, kanalo 1 estas konektita al la eligo de la 15V ellasilsignalo.

La dua parto estas la izola transformilo-cirkvito, la ĉefa funkcio de la cirkvito estas: la 15V ellasilsignalo, konvertita en 12V ellasilsignalon por ekigi la dorson de la tiristora kondukado, kaj por fari la 15V ellasilon kaj la distancon inter la dorso. scenejo.

La funkcia principo de la cirkvito estas: pro laMOSFETIRF640 stirado tensio de 15V, do, unue, en J1 aliro al 15V kvadrata ondo signalo, tra la rezistilo R4 konektita al la reguligilo 1N4746, por ke la ellasilon tensio estas stabila, sed ankaŭ fari la ellasilon tensio ne estas tro alta. , bruligis MOSFET, kaj poste al la MOSFET IRF640 (fakte, ĉi tio estas ŝanĝanta tubo, la kontrolo de la malantaŭa fino de la malfermo kaj fermante. Kontrolu la malantaŭan finon de la enŝalto kaj malŝalto), post kontrolado de la devociklo de la stirado de signalo, por povi kontroli la tempo de enŝalto kaj malŝalto de la MOSFET. Kiam la MOSFET estas malfermita, ekvivalenta al ĝia D-polusa grundo, for kiam ĝi estas malfermita, post la malantaŭa cirkvito ekvivalenta al 24 V. Kaj la transformilo estas tra la tensioŝanĝo por fari la dekstran finon de la 12 V eligo signalo . La dekstra fino de la transformilo estas konektita al rektifila ponto, kaj tiam la 12V signalo estas eligita de konektilo X1.

Problemoj renkontitaj dum la eksperimento

Antaŭ ĉio, kiam la potenco estis ŝaltita, la fuzeo subite blovis, kaj poste, kiam oni kontrolas la cirkviton, oni trovis, ke estis problemo kun la komenca cirkvito-dezajno. Komence, por plibonigi la efikon de ĝia ŝanĝa tubo eligo, la 24V grundo kaj 15V grunda apartigo, kiu faras la pordego G-polon de la MOSFET ekvivalenta al la dorso de la S-polo estas suspendita, rezultigante falsan ekigadon. Traktado estas konekti la 24V kaj 15V teron kune, kaj denove ĉesigi la eksperimenton, la cirkvito funkcias normale. Cirkvito konekto estas normala, sed partoprenante en la stirado signalo, MOSFET varmego, plus stirado signalo dum tempodaŭro, la fuzo estas blovita, kaj tiam aldoni la stirado signalo, la fuzo estas rekte blovita. Kontrolu la cirkviton trovis, ke la altnivela devociklo de la vetursignalo estas tro granda, rezultigante la MOSFET-ŝaltotempo estas tro longa. La dezajno de ĉi tiu cirkvito faras kiam la MOSFET malfermiĝas, 24V aldonis rekte al la finoj de la MOSFET, kaj ne aldonis kurent-limigantan rezistilon, se la ĝustatempe estas tro longa por fari la fluon estas tro granda, MOSFET-damaĝo, la bezono reguligi la devociklon de la signalo ne povas esti tro granda, ĝenerale en la 10% al 20% aŭ tiel.

2.3 Kontrolo de la veturadcirkvito

Por kontroli la fareblecon de la veturadcirkvito, ni uzas ĝin por veturi la tiristoro-cirkviton ligitan en serio unu kun la alia, la tiristoro en serio unu kun la alia kaj tiam kontraŭ-paralela, aliro al la cirkvito kun indukta reaktanco, la nutrado. estas 380V AC-tensiofonto.

MOSFET en ĉi tiu cirkvito, la tiristoro Q2, Q8 ellasilon signalo tra la G11 kaj G12 aliro, dum Q5, Q11 ellasilon signalo tra la G21, G22 aliro. Antaŭ ol la vetursignalo estas ricevita al la tiristopordega nivelo, por plibonigi la kontraŭ-interferan kapablon de la tiristoro, la pordego de la tiristoro estas konektita al rezistilo kaj kondensilo. Ĉi tiu cirkvito estas konektita al la induktoro kaj poste metita en la ĉefcirkviton. Post kontroli la konduktan angulon de la tiristoro por kontroli la grandan induktoron en la ĉefan cirkviton tempo, la supra kaj malsupra cirkvitoj de la faza angulo de la ellasilo signalo diferenco de duona ciklo, la supra G11 kaj G12 estas ellasilo signalo la tutan vojon tra la veturado cirkvito de la antaŭa etapo de la izolado transformilo estas izolita unu de la alia, la malsupra G21 kaj G22 estas ankaŭ izolita de la sama maniero la signalo. La du ellasilsignaloj ekigas kontraŭ-paralelan tiristoran cirkviton pozitivan kaj negativan kondukadon, super la 1-kanalo estas konektita al la tuta tiristora cirkvito-tensio, en la tiristora kondukado ĝi fariĝas 0, kaj 2, 3-kanalo estas konektita al la tiristora cirkvito supren kaj malsupren. la vojo ellasilo signalas, la 4 kanalo estas mezurita per la fluo de la tuta tiristora fluo.

2 kanalo mezuris pozitivan ellasilon signalo, deĉenigita super la tiristoro alkonduko, la fluo estas pozitiva; 3 kanalo mezuris inversan ellasilon signalo, deĉenigante la pli malaltan cirkviton de la tiristoro alkonduko, la fluo estas negativa.

3.IGBT-veturadcirkvito de la seminario IGBT-veturadcirkvito havas multajn specialajn petojn, resumitajn:

(1) stiri la indicon de pliiĝo kaj falo de la tensio pulso devus esti sufiĉe granda. igbt turno sur, la fronta eĝo de la kruta pordego tensio estas aldonita al la pordego G kaj emisor E inter la pordego, tiel ke ĝi estas rapide ŝaltita por atingi la plej mallonga turno en tempo redukti turnon sur perdoj. En la IGBT-haltigo, la pordego-veturadcirkvito devus provizi la IGBT surteriĝo rando estas tre kruta fermo tensio, kaj al la IGBT pordego G kaj emisor E inter la taŭga inversa bias tensio, tiel ke la IGBT rapida halto, mallongigi la halto tempo, redukti la malŝalta perdo.

(2) Post IGBT-kondukado, la veturtensio kaj kurento provizitaj de la pordega veturcirkvito devus esti sufiĉa amplekso por la IGBT-veturad-tensio kaj kurento, tiel ke la potenca eligo de la IGBT estas ĉiam en saturita stato. Pasema troŝarĝo, la veturanta potenco provizita de la pordega veturcirkvito devus sufiĉi por certigi, ke la IGBT ne eliras la saturigan regionon kaj damaĝon.

(3) IGBT-pordega veturado-cirkvito devus provizi IGBT-pozitivan veturtension por preni la taŭgan valoron, precipe en la kurtcirkvita mastruma procezo de la ekipaĵo uzata en la IGBT, la pozitiva veturtensio devus esti elektita al la minimuma valoro postulata. Ŝanĝanta aplikon de la pordega tensio de la IGBT devus esti 10V ~ 15V por la plej bona.

(4) IGBT haltigo procezo, la negativa bias tensio aplikita inter la pordego - emisor estas favora al la rapida halto de la IGBT, sed ne devus esti prenita tro granda, ordinara preni -2V al -10V.

(5) en la kazo de grandaj induktaj ŝarĝoj, tro rapida ŝaltado estas malutila, grandaj induktaj ŝarĝoj en la IGBT rapida enŝalto kaj malŝalto, produktos altfrekvencon kaj altan amplekson kaj mallarĝan larĝon de la pika tensio Ldi / dt. , La pikilo ne estas facile sorbi, facile formi aparatan damaĝon.

(6) Ĉar la IGBT estas uzata en alttensiaj lokoj, do la veturado-cirkvito devus esti kun la tuta kontrolo-cirkvito en la potencialo de severa izolado, la ordinara uzo de alta-rapida optika kupla izolado aŭ transformilo-kupla izolado.

Vetura cirkvito statuso

Kun la disvolviĝo de integra teknologio, la nuna IGBT-pordega veturadcirkvito estas plejparte kontrolita per integraj blatoj. La reĝimo daŭre estas ĉefe tri specoj:

(1) rekta ekigado tipo neniu elektra izolado inter la enigo kaj eligo signaloj.

(2) transformilo izolado stirado inter la enigo kaj eligo signaloj uzante pulso transformilo izolado, izolado tensio nivelo ĝis 4000V.

Estas 3 aliroj jene

Pasiva aliro: la eligo de la sekundara transformilo estas uzata por rekte veturi la IGBT, pro la limigoj de la volt-sekunda egaligo, ĝi nur aplikeblas al lokoj kie la devociklo ne multe ŝanĝas.

Aktiva metodo: la transformilo nur provizas izolitaj signaloj, en la malĉefa plasta amplifila cirkvito por stiri IGBT, veturado ondformo estas pli bona, sed la bezono provizi apartan helpan potencon.

Memprovizo-metodo: pulstransformilo estas uzata por transdoni kaj veturenergion kaj altfrekvencan moduladon kaj demodulan teknologion por transsendo de logikaj signaloj, dividita en modula-tipa memproviza aliro kaj tempodivida teknologio mem-provizo, en kiu la modulado. -tajpu memprovizan potencon al la rektifila ponto por generi la bezonatan elektroprovizon, altfrekvencan moduladon kaj demodulan teknologion por transdoni logikajn signalojn.

3. Kontakto kaj diferenco inter tiristoro kaj IGBT-veturado

Tiristoro kaj IGBT-veturadcirkvito havas diferencon inter la simila centro. Antaŭ ĉio, la du veturadcirkvitoj estas postulataj por izoli la ŝaltilon kaj la kontrolan cirkviton unu de la alia, por eviti alttensiajn cirkvitojn havas efikon sur la kontrola cirkvito. Tiam, ambaŭ estas aplikitaj al la pordega vetursignalo por ekigi la ŝaltilon. La diferenco estas, ke la tiristora veturado postulas nunan signalon, dum la IGBT postulas tensiosignalon. Post la ŝanĝa aparato kondukado, la pordego de la tiristoro perdis kontrolon de la uzo de la tiristoro, se vi volas malŝalti la tiristoron, la tiristoraj terminaloj devas esti aldonitaj al la inversa tensio; kaj IGBT-haltigo nur devas esti aldonita al la pordego de la negativa veturtensio, por fermi la IGBT.

4. Konkludo

Ĉi tiu papero estas plejparte dividita en du partojn de la rakonto, la unua parto de la tiristora veturcirkvito peto ĉesigi la rakonton, la dezajno de la responda veturcirkvito, kaj la dezajno de la cirkvito estas aplikata al la praktika tiristora cirkvito, per simulado. kaj eksperimentado por pruvi la farebleco de la veturado cirkvito, la eksperimenta procezo renkontita en la analizo de la problemoj haltis kaj traktis. La dua parto de la ĉefa diskuto pri la IGBT laŭ la peto de la veturado cirkvito, kaj sur ĉi tiu bazo plu enkonduki la nuna kutime uzata IGBT veturado cirkvito, kaj la ĉefa optocoupler izolado veturado cirkvito halti la simulado kaj eksperimento, por pruvi la farebleco de la veturadcirkvito.