A mosfet és az igbt - portál mérnök menedzsere

Jelenleg a MOSFET és az IGBT tranzisztorokat nagy és közepes teljesítményű hálózati kapcsolóként használják. Ha ezeknek a tranzisztoroknak a terhelésüket tekintjük kontrollrendszerüknek, akkor ezek a kondenzátorok több ezer picofarad kapacitással rendelkeznek. A tranzisztor felnyitása érdekében ezt a kapacitást fel kell tölteni, és zárt állapotban ki kell engedni, és a lehető leghamarabb. Tegye meg ezt nem csak annak biztosítására, hogy a tranzisztorának ideje magas frekvencián dolgozni. Minél nagyobb a tranzisztor kapufeszültsége, annál alacsonyabb a MOSFET csatorna ellenállása, vagy annál alacsonyabb az IGBT tranzisztorok kollektor-emitter telítési feszültsége. A tranzisztorok nyitófeszültségének küszöbértéke általában 2-4 volt, és a maximális, amelyen a tranzisztor teljesen nyitott, 10-15 volt. Ezért 10-15 V feszültséget kell alkalmazni. De még ebben az esetben is a zárszerkezet nem töltődik fel azonnal, és egy ideig a tranzisztor egy olyan nemlineáris részen működik, amelynek nagy csatorna rezisztenciája van, ami a tranzisztor nagy feszültségcsökkenését és túlzott fűtését eredményezi. Ez az úgynevezett Miller-hatás.

Annak érdekében, hogy a zárszerkezet gyorsan feltöltődjön és a tranzisztort kinyitják, szükséges, hogy a vezérlő áramkör a lehető legtöbb áramot biztosítsa a tranzisztor töltéséhez. A tranzisztor kapujának kapacitása megtalálható a termék útlevéladataiból, és kiszámításakor az Svx = Ciss-t kell bevinni.

Például, vegye be a MOSFET - a tranzisztort IRF740. Érdeklődése a következő:

Nyitási idő (Rise Time - Tr) = 27 (ns)

A bezárás ideje (Fall Time - Tf) = 24 (ns)

Bemeneti kapacitás (bemeneti kapacitás - Ciss) = 1400 (pF)

A tranzisztor legnagyobb nyitott áramát a következőképpen kell kiszámítani:

A tranzisztor maximális záróáramát ugyanaz az elv határozza meg:

Mivel a tápegységhez 12 voltot használunk, az áramkorlátozó ellenállást az Ohm törvénye határozza meg.

Vagyis az ellenállás Rg = 20 Ohm, az E24 szabvány szerint.

Szükséges figyelembe venni a maximális terhelési feszültséget is, amely a gombokat átkapcsolja. Ebben az esetben 200 volt.
A következő, nagyon fontos paraméter a zárás sebessége. Ez lehetővé teszi az áteresztőáramok áramlását az alábbi ábrán látható push-pull áramkörökben, ami veszteségeket és túlmelegedést okoz.

Ha figyelmesen olvassa el a cikk elején, akkor az útlevél adatait a tranzisztor is látható, hogy a zárás kisebbnek kell lennie, mint az idő a nyitás és zárás, illetve a jelenlegi nyílás felett, ha> Ir áram. Adjon nagyobb zárási áram ellenállás Rg lehet csökkenteni, hanem növeli majd nyitási áram ez hatással lesz a nagysága a kapcsolási feszültség tüske a kikapcsolás, attól függően, hogy a csillapítás mértéke a jelenlegi di / dt. Ebből a szempontból növekedés kapcsolási sebesség több negatív tényező csökkenti a megbízhatóságot a készüléket.

Ebben az esetben használjuk a félvezetők figyelemre méltó tulajdonságát, áthaladunk egy irányba, és a kapu áramkörében olyan diódát hozunk létre, amely áthalad az If tranzisztor blokkoló áramán.

Így, kiváltó áram Ir átfolyik R1 ellenálláson, és a turn-off áram Ha - VD1 diódán keresztül, valamint a rezisztencia p - n átmenet dióda sokkal kisebb, mint az ellenállása, R1 ellenálláson, akkor Ha> Ir. Annak érdekében, hogy rögzítse áram ne haladja meg az értékét, a dióda sorba van kötve egy ellenállással amelyek meghatározzák elhanyagolva dióda ellenállás nyitott állapotban.

Vegye ki a legközelebbi kisebbet az E24 R2 = 16 Ohm sorozatból.

Most nézzük meg, mi a vezető illesztőprogram neve a legfontosabb illesztőprogram és az alsó kulcsvezérlő.
Ismeretes, hogy a MOSFET és IGBT tranzisztorokat feszültség vezérli, nevezetesen a Gate-Source feszültség Ugs.
Mi a felső és alsó kulcs? Az alábbi ábra mutatja a félhíd ábráját. Ez a séma tartalmazza a felső és alsó kulcsokat, VT1 és VT2. A VT1 felső kulcs a tápegység Vcc pozitív oldalához és a forráshoz a terheléshez csatlakozik, és a forráshoz viszonyított feszültséggel kell megnyitni. Az alsó kulcs, a lefolyó a terheléshez csatlakozik, a forrás pedig a mínusz tápláláshoz (föld), és a talajra feszültséggel kell megnyitni.

És ha az alsó oldali kapcsoló, minden világos, és adott neki egy 12 Volt - kinyílt, és adott neki 0 V - ez zárva van, akkor a felső kulcs egy speciális áramkör, akkor nyissa meg a feszültséghez képest a tranzisztor forrás. Ez a rendszer már megvalósult a vezető. Mindössze annyit kell tennünk, hogy a vezetőhöz egy C2 bootstrap kapacitást adunk, amelyet a vezető feszültsége tölt fel, de a tranzisztor forrásához viszonyítva, amint az az alábbi ábrán látható. Ez az a feszültség, és tagadja a felső gombot.

Ez a rendszer meglehetősen jól működik, de a használata bustreptnoy kapacitás lehetővé teszi, hogy működik szűk tartományban. Ez a kapacitás van feltöltve, ha az alsó tranzisztor nyitva van, és nem lehet túl nagy, ha az áramkör működik magasabb frekvenciákon is nem lehet túl kicsi, ha működik az alacsony frekvenciákat. Azaz, egy ilyen megvalósítás nem tudjuk tartani a kulcs felső végtelenül nyitott, akkor közel után azonnal a mentesítést a C2 kondenzátor, és ha használ több kapacitás, akkor nincs ideje újratölteni a következő időszakban a tranzisztor.
Gyakran találkoztunk ezzel a problémával, és nagyon gyakran kísérletet kellett tennünk egy keserű kapacitás kiválasztásával a kapcsolási frekvencia vagy az áramköri művelet algoritmusa megváltoztatásakor. A problémát idővel és nagyon egyszerűen, a legmegbízhatóbb és "szinte" olcsó módon oldották meg. A műszaki referencia tanulmányozása a DMC1500-ra, a P8 csatlakozó célját érdekelte.

Miután alaposan elolvasta a kézikönyvet és jól megértette a teljes meghajtó rendszerét, kiderült, hogy ez a csatlakozó egy külön galvanikusan elszigetelt teljesítmény csatlakoztatásához. Mínusz az áramforrás, amelyet a felső kulcs forrásához csatlakoztatunk, és plusz a Vb illesztőprogram bemenetéhez és a bootleg kapacitás plusz lábához. Így a kondenzátor folyamatosan fel van töltve, ami lehetővé teszi a felső kapcsoló nyitását addig, amíg az szükséges, függetlenül az alsó kulcs állapotától. Ez a séma hozzáadása lehetővé teszi bármely kulcskapcsolási algoritmus végrehajtását.
A nagy kapacitású tartály töltésére szolgáló áramforrásként egy egyenirányítóval és egy szűrővel ellátott hagyományos transzformátor, valamint DC-DC átalakító is használható.