Кој е принципот на погонското коло на МОСФЕТ со голема моќност?

Истиот MOSFET со висока моќност, употребата на различни погонски кола ќе добие различни карактеристики на префрлување. Употребата на добри перформанси на погонското коло може да го направи уредот за префрлување на напојувањето да работи во релативно идеална состојба на префрлување, притоа да се скрати времето на префрлување, да се намалат загубите при префрлување, инсталацијата на работната ефикасност, доверливоста и безбедноста се од големо значење. Затоа, предностите и недостатоците на погонското коло директно влијае на перформансите на главното коло, рационализацијата на дизајнот на погонското коло е сè поважна. Тиристор со мала големина, мала тежина, висока ефикасност, долг животен век, лесен за употреба, лесно може да го запре исправувачот и инвертерот и не може да ја промени структурата на колото под премисата за промена на големината на исправувачот или струјата на инвертерот. IGBT е композитен уред наМОСФЕТи GTR, кој има карактеристики на голема брзина на префрлување, добра термичка стабилност, мала моќност на возење и едноставно погонско коло, а ги има предностите на мал пад на напон во состојба, висок отпорен напон и висока прифатна струја. IGBT како главен уред за излезна енергија, особено на места со висока моќност, најчесто се користи во различни категории.

Идеалното коло за возење за преклопни уреди со висока моќност MOSFET треба да ги исполнува следниве барања:

(1) Кога е вклучена цевката за префрлување напојување, погонското коло може да обезбеди базна струја што брзо се зголемува, така што има доволно возна моќ кога е вклучена, со што се намалува загубата на вклучување.

(2) За време на спроводливоста на прекинувачката цевка, основната струја обезбедена од колото на двигателот на MOSFET може да обезбеди дека цевката за напојување е во заситена спроводлива состојба под какви било услови на оптоварување, обезбедувајќи релативно мала загуба на спроводливост. За да се намали времето на складирање, уредот треба да биде во критична состојба на заситеност пред исклучување.

(3) исклучување, погонското коло треба да обезбеди доволно обратен базен погон за брзо извлекување на преостанатите носачи во базниот регион за да се намали времето за складирање; и додадете го прекинувачкиот напон за обратна пристрасност, така што струјата на колекторот брзо паѓа за да се намали времето на слетување. Се разбира, исклучувањето на тиристорот сè уште е главно со пад на напонот на обратна анодна за да се заврши исклучувањето.

Во моментов, тиристорот вози со споредлив број на само преку трансформаторот или оптоспојката изолација за да се оддели нисконапонскиот крај и висок напон крајот, а потоа преку конверзија коло да се вози на тиристор спроводливост. На IGBT за тековната употреба на повеќе IGBT диск модул, но, исто така, интегриран IGBT, систем само-одржување, самодијагностика и други функционални модули на IPM.

Во овој труд, за тиристорот што го користиме, дизајнираме експериментално погонско коло и го запреме вистинскиот тест за да докажеме дека може да го придвижи тиристорот. Што се однесува до погонот на IGBT, овој труд главно ги воведува тековните главни типови на IGBT погон, како и нивното соодветно погонско коло и најчесто користениот погон за изолација на оптоспојувач за да се запре симулациониот експеримент.

2. Студија на колото за погон на тиристорот општо условите за работа на тиристорот се:

(1) тиристорот прифаќа обратен напон на анодата, без оглед на тоа каков напон прифаќа портата, тиристорот е во исклучена состојба.

(2) Тиристорот прифаќа напред аноден напон, само во случај кога портата прифаќа позитивен напон тиристорот е вклучен.

(3) Тиристорот во спроводливост, само одреден позитивен напон на анодата, без оглед на напонот на портата, тиристорот инсистираше на спроводливост, односно, по спроводливоста на тиристорот, портата се губи. (4) тиристор во спроводливост состојба, кога главното коло напон (или струја) намалена на речиси нула, тиристор исклучување. Избираме тиристорот е TYN1025, неговиот отпорен напон е 600V до 1000V, струја до 25А. бара напонот на погонот на портата е 10V до 20V, струјата на погонот е 4mA до 40mA. а неговата струја за одржување е 50mA, струјата на моторот е 90mA. или DSP или CPLD амплитуда на сигналот за активирање до 5V. Прво на сите, додека амплитудата на 5V во 24V, а потоа преку 2:1 изолација трансформатор да се конвертира 24V активирањето сигнал во 12V активирањето сигнал, додека завршување на функцијата на горниот и долниот напон изолација.

Дизајн и анализа на експериментални кола

Прво на сите, засилувач коло, поради изолација трансформатор коло во задната фаза наМОСФЕТна уредот му треба 15V сигнал за активирање, така што треба прво да се зголеми амплитудата на 5V сигнал за активирање во сигнал за активирање од 15V, преку сигналот MC14504 5V, претворен во сигнал од 15V, а потоа преку CD4050 на излезот од 15V обликување сигнал на погонот, канал 2 е поврзан со влезниот сигнал од 5V, каналот 1 е поврзан со излезниот Канал 2 е поврзан со влезниот сигнал од 5V, каналот 1 е поврзан со излезот на сигналот за активирање од 15V.

Вториот дел е колото на трансформаторот за изолација, главната функција на колото е: 15V сигнал за активирање, претворен во 12V сигнал за активирање за да го активира задниот дел на спроводливоста на тиристорот и да го направи сигналот за активирање од 15 V и растојанието помеѓу задниот дел. фаза.

Принципот на работа на колото е: порадиМОСФЕТIRF640 погонски напон од 15V, така што, пред сè, во J1 пристап до 15V квадратен бран сигнал, преку отпорникот R4 поврзан со регулаторот 1N4746, така што напонот на активирањето е стабилен, но исто така и да се направи напонот на активирањето не е премногу висок , го запали MOSFET, а потоа и на MOSFET IRF640 (всушност, ова е префрлување цевка, контрола на задниот крај на отворот и затворањето Контролирајте го задниот крај на вклучувањето и исклучувањето), откако ќе го контролирате работниот циклус на погонскиот сигнал, за да можете да го контролирате вклучувањето и вртењето. -време на исклучување на MOSFET. Кога MOSFET-от е отворен, што е еквивалентно на неговото заземјување со Д-пол, исклучено кога е отворено, по задното коло еквивалентно на 24 V. И трансформаторот е преку промената на напонот за да го направи десниот крај на излезниот сигнал од 12 V . Десниот крај на трансформаторот е поврзан со исправувачки мост, а потоа сигналот од 12V излегува од конекторот X1.

Проблеми наидени за време на експериментот

Најпрво, кога се вклучило напојувањето, осигурувачот наеднаш пукнал, а подоцна при проверка на колото, било откриено дека има проблем со првичниот дизајн на колото. Првично, со цел да се подобри ефектот на излезот на неговата прекинувачка цевка, раздвојувањето на заземјувањето од 24V и 15V, што го прави полот G на портата на MOSFET е еквивалентен на задниот дел на полот S е суспендиран, што резултира со лажно активирање. Третманот е поврзување на заземјувањето од 24V и 15V заедно, и повторно за да се запре експериментот, колото работи нормално. Поврзувањето на колото е нормално, но кога учествувате во погонскиот сигнал, топлината на MOSFET, плус погонскиот сигнал за одреден временски период, осигурувачот е изгорен, а потоа додадете го сигналот за возење, осигурувачот директно се издува. Проверете го колото, откријте дека циклусот на работа на погонскиот сигнал е премногу голем, што резултира со тоа што времето на вклучување на MOSFET е премногу долго. Дизајнот на ова коло прави кога MOSFET-от е отворен, 24V се додаваат директно на краевите на MOSFET и не се додава отпорник за ограничување на струјата, ако времето на вклучување е премногу долго за да се направи струјата е премногу голема, MOSFET-от е оштетен, потребата за регулирање на работниот циклус на сигналот не може да биде преголема, генерално од 10% до 20% или така.

2.3 Потврда на погонското коло

За да ја потврдиме изводливоста на погонското коло, го користиме за возење на колото на тиристорот поврзано едно со друго, тиристорот во серија еден со друг и потоа антипаралелен, пристап до колото со индуктивна реактанса, напојување е 380V AC извор на напон.

MOSFET во ова коло, тиристорот Q2, Q8 активира сигнал преку пристапот G11 и G12, додека Q5, Q11 активира сигнал преку пристапот G21, G22. Пред да се прими погонскиот сигнал до нивото на портата на тиристорот, со цел да се подобри способноста за заштита од пречки на тиристорот, портата на тиристорот е поврзана со отпорник и кондензатор. Ова коло е поврзано со индукторот и потоа се става во главното коло. По контролирањето на аголот на спроводливост на тиристорот за да се контролира големиот индуктор во времето на главното коло, горните и долните кола на фазниот агол на разликата на сигналот на активирањето од половина циклус, горните G11 и G12 се сигнал за активирање на целиот пат преку погонското коло на предната фаза на изолациониот трансформатор е изолиран еден од друг, долниот G21 и G22 е исто така изолиран од истиот начин на сигналот. Двата активирачки сигнали активираат анти-паралелно коло на тиристор позитивна и негативна спроводливост, над 1-виот канал е поврзан со напонот на целото коло на тиристорот, во спроводливоста на тиристорот станува 0, а 2, 3 канали се поврзани со колото на тиристорот нагоре и надолу. сигналите за активирање на патот, 4-каналот се мери со протокот на целата струја на тиристор.

2 канал измери позитивен сигнал за активирање, активиран над спроводливоста на тиристорот, струјата е позитивна; 3 канал мери обратна активирањето сигнал, активирањето на долниот коло на тиристор спроводливост, струјата е негативна.

3.IGBT погонско коло на семинарот IGBT погонското коло има многу посебни барања, сумирани:

(1) возење стапката на пораст и пад на напонот пулсот треба да биде доволно голем. igbt се вклучува, предниот раб на напонот на стрмната порта се додава на портата G и емитерот E помеѓу портата, така што брзо се вклучува за да се достигне најкраткото време на вклучување за да се намалат загубите при вклучување. Во исклучувањето на IGBT, колото за погон на портата треба да обезбеди дека работ на слетување IGBT е многу стрмен напон на исклучување, и до IGBT портата G и емитер Е помеѓу соодветниот напон на обратна пристрасност, така што IGBT брзо исклучување, скратување на времето на исклучување, намалување загубата на исклучување.

(2) По спроведувањето на IGBT, погонскиот напон и струјата обезбедени од колото за погон на портата треба да бидат доволна амплитуда за напонот и струјата на погонскиот IGBT, така што излезната моќност на IGBT е секогаш во заситена состојба. Преодно преоптоварување, движечката моќност обезбедена од погонското коло на портата треба да биде доволна за да се осигура дека IGBT нема да излезе од регионот на заситеност и да не се оштети.

(3) IGBT портата погонско коло треба да обезбеди IGBT позитивен погонски напон за да ја преземе соодветната вредност, особено во процесот на работа со краток спој на опремата што се користи во IGBT, позитивниот погонски напон треба да биде избран до минималната потребна вредност. Прекинувачката апликација на напонот на портата на IGBT треба да биде 10V ~ 15V за најдобро.

(4) IGBT исклучување процес, негативниот пристрасен напон применет помеѓу портата - емитер е погодна за брзо исклучување на IGBT, но не треба да се зема премногу голем, обичен земе -2V до -10V.

(5) во случај на големи индуктивни оптоварувања, пребрзото префрлување е штетно, големите индуктивни оптоварувања во IGBT брзо вклучување и исклучување, ќе произведат висока фреквенција и висока амплитуда и тесна ширина на напонот на скок Ldi / dt , Спајк не е лесно да се апсорбира, лесно да се формира оштетување на уредот.

(6) Како што IGBT се користи на места со висок напон, така што погонското коло треба да биде со целото контролно коло во потенцијалот на сериозна изолација, обична употреба на оптичка изолација со голема брзина или изолација на трансформаторска спојка.

Статус на погонското коло

Со развојот на интегрираната технологија, тековното коло за возење на портата IGBT главно се контролира со интегрирани чипови. Контролниот режим сè уште е главно три вида:

(1) тип на директно активирање без електрична изолација помеѓу влезните и излезните сигнали.

(2) трансформатор изолација диск помеѓу влезните и излезните сигнали со користење на пулсен трансформатор изолација, изолација на напон ниво до 4000V.

Постојат 3 пристапи како што следува

Пасивен пристап: излезот на секундарниот трансформатор се користи за директно возење на IGBT, поради ограничувањата на изедначувањето во волт-секунда, тој е применлив само на места каде работниот циклус не се менува многу.

Активен метод: трансформаторот обезбедува само изолирани сигнали, во секундарното пластично коло за засилувач за возење IGBT, погонскиот брановид е подобар, но потребата да се обезбеди посебна помошна моќност.

Метод на самоснабдување: пулсниот трансформатор се користи за пренос и на погонската енергија и на високофреквентната модулација и технологија за демодулација за пренос на логички сигнали, поделена на пристап за самоснабдување од типот на модулација и само-снабдување технологија за споделување време, во која модулацијата - напишете само-напојување со електрична енергија до исправувачкиот мост за да го генерирате потребното напојување, висока фреквентна модулација и технологија за демодулација за пренос на логички сигнали.

3. Контакт и разлика помеѓу тиристор и IGBT погон

Тиристор и IGBT диск коло има разлика помеѓу сличен центар. Пред сè, двете погонски кола треба да ги изолираат прекинувачкиот уред и контролното коло едни од други, за да се избегне влијанието на високонапонските кола врз контролното коло. Потоа, и двете се применуваат на сигналот за погон на портата за да се вклучи уредот за вклучување. Разликата е во тоа што тиристорскиот погон бара тековен сигнал, додека IGBT бара напонски сигнал. По спроведувањето на преклопниот уред, портата на тиристорот ја изгуби контролата врз употребата на тиристорот, ако сакате да го исклучите тиристорот, терминалите на тиристорот треба да се додадат на обратниот напон; и IGBT исклучувањето треба да се додаде само на портата на негативниот напон за возење, за да се исклучи IGBT.

4. Заклучок

Овој труд главно е поделен на два дела од наративот, првиот дел од барањето на колото за погон на тиристор да се запре наративот, дизајнот на соодветното погонско коло и дизајнот на колото се применува на практичното коло на тиристор, преку симулација и експериментирање за да се докаже изводливоста на погонското коло, експерименталниот процес со кој се среќаваше во анализата на проблемите запре и се занимаваше. Вториот дел од главната дискусија за IGBT на барање на погонското коло, и врз основа на ова дополнително да се воведе тековната најчесто користена IGBT погонска кола, и главното коло со изолација на оптоспојувачот за да се запре симулацијата и експериментот, за да се докаже изводливост на погонското коло.