Driver je pojačalo snage i namijenjen je izravnom upravljanju prekidačem napajanja (ponekad tipkama) pretvarača. On mora pojačati upravljački signal u smislu snage i napona te po potrebi osigurati njegov pomak potencijala.
Izlazni čvor pokretačkog programa koji upravlja izoliranim vratima (MOSFET, IGBT tranzistori) mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:
MOS tranzistori i IGBT uređaji su naponski upravljani uređaji, ali da bi se ulazni napon povećao na optimalnu razinu (12-15 V), potrebno je osigurati odgovarajući naboj u krugu vrata.
Kako bi se ograničila brzina porasta struje i smanjio dinamički šum, potrebno je koristiti serijske otpore u krugu vrata.
Pokretački programi za upravljanje složenim pretvorbenim krugovima sadrže veliki broj elemenata, pa se proizvode u obliku integriranih sklopova. Ovi mikrosklopovi, osim pojačala snage, također sadrže krugove za pretvorbu razine, pomoćnu logiku, krugove za kašnjenje za formiranje "mrtvog" vremena, kao i niz zaštita, na primjer, od prekostrujnog i kratki spoj, smanjenje napona napajanja i niz drugih. Mnoge tvrtke proizvode veliki funkcionalni raspon: pogonske sklopove donjih ključeva za mostove, pokretače za gornje ključeve za mostove, pokretače za gornje i donje ključeve s samostalno upravljao svaki od njih, polumostni pokretači, koji često imaju samo jedan upravljački ulaz i mogu se koristiti za simetrični zakon upravljanja, pokretači za upravljanje svim tranzistorima u premosnom krugu.
Tipični krug za povezivanje vozača gornjeg i donjeg ključa iz International Rectifier IR2110 s principom napajanja bootstrap prikazan je na slici 3.1, a. Oba ključa se kontroliraju neovisno. Razlika između ovog drajvera i drugih je u tome što IR2110 ima dodatni krug za pretvorbu razine u donjem i gornjem kanalu, što vam omogućuje da odvojite napajanje logike mikro kruga od napona napajanja drajvera po razini. Također sadrži zaštitu od niskog napona napajanja vozača i visokonaponskog "plutajućeg" izvora.
Kondenzatori C D, C C dizajnirani su za suzbijanje visokofrekventnih smetnji u logičkim i pogonskim strujnim krugovima. Visokonaponski plutajući izvor formiran je od kondenzatora C1 i diode VD1 (bootstrap napajanje).
Izlazi drajvera spojeni su na tranzistore snage pomoću otpornika vrata R G1 i R G2.
Budući da je pokretač izgrađen na elementima polja i ukupna snaga potrošena na upravljanje je beznačajna, kondenzator C1 se može koristiti kao izvor napajanja za izlazni stupanj, koji se puni iz napajanja U PIT preko visokofrekventne diode VD1. Kondenzator C1 i dioda VD1 zajedno tvore visokonaponsko "plutajuće" napajanje dizajnirano za upravljanje gornjim tranzistorom VT1 postolja mosta. Kada donji tranzistor VT2 provodi struju, izvor gornjeg tranzistora VT1 spojen je na zajedničku strujnu žicu, dioda VD1 se otvara i kondenzator C1 se puni na napon U C1 = U PIT - U VD1. Naprotiv, kada donji tranzistor prijeđe u zatvoreno stanje i gornji tranzistor VT2 se počne otvarati, dioda VD1 je podržana obrnutim naponom izvor napajanja prehrana. Kao rezultat toga, izlazni stupanj pokretača počinje se napajati isključivo strujom pražnjenja kondenzatora C1. Dakle, kondenzator C1 stalno "šeće" između zajedničke žice kruga i žice napajanja (točka 1).
Kada koristite IR2110 driver s bootstrap napajanjem, posebnu pozornost treba obratiti na odabir elemenata visokonaponskog "plutajućeg" izvora. Dioda VD1 mora izdržati visoki povratni napon (ovisno o napajanju kruga), dopuštenu struju naprijed od približno 1 A, vrijeme oporavka t rr = 10-100 ns, tj. biti brz. U literaturi se preporučuje dioda SF28 (600 V, 2 A, 35 ns), kao i diode UF 4004...UF 4007, UF 5404...UF 5408, HER 105... HER 108, HER 205... HER 208 i druge “ultra-brze” klase.
Pogonski krug je dizajniran na takav način da visoka logička razina signal na bilo kojem ulazu HIN i LIN odgovara istoj razini na svom izlazu HO i LO (vidi sliku 3.1 b, zajednički način rada). Pojava logičkog signala visoke razine na SD ulazu dovodi do blokiranja tranzistora premosnog nosača.
Preporučljivo je koristiti ovaj mikro krug za upravljanje inverterskim sklopkama s PWM regulacijom izlaznog napona. Mora se imati na umu da je u sustavu upravljanja potrebno osigurati vremenska kašnjenja ("mrtvo" vrijeme) kako bi se spriječile prolazne struje pri prebacivanju tranzistora mostnog nosača (VT1, VT2 i VT3, VT4, sl. 1.1).
Kapacitet C1 je početni kapacitet, čija se minimalna vrijednost može izračunati pomoću formule:
Gdje Q 3 – vrijednost naboja vrata snažnog prekidača (referentna vrijednost);
ja Pete– struja potrošnje pogonskog programa u statičkom načinu rada (referentna vrijednost, obično ja Pete ≈ ja G c T snažan ključ);
Q 1 – ciklička promjena u naboju pokretača (za 500-600-voltne pogone 5 nK);
V P– napon napajanja pogonskog kruga;
– pad napona na bootstrap diodi VD1;
T– razdoblje prebacivanja snažnih tipki.
sl.3.1. Tipični dijagram strujnog kruga za uključivanje drajvera IR2110 (a) i vremenski dijagrami njegovih signala na ulazima i izlazima (b)
V DD – logičko napajanje mikrosklopa;
V SS – zajednička točka logičkog dijela drajvera;
HIN, LIN – logički ulazni signali koji kontroliraju gornji odnosno donji tranzistor;
SD – logički ulaz za onemogućavanje upravljačkog programa;
V CC – napon napajanja pokretača;
COM – negativan pol napajanje V CC ;
HO, LO – izlazni signali drajvera koji upravljaju gornjim odnosno donjim tranzistorima;
V B – napon napajanja visokonaponskog “plutajućeg” izvora;
V S je zajednička točka negativnog pola visokonaponskog "plutajućeg" izvora.
Rezultirajuća vrijednost bootstrap kapacitivnosti mora se povećati 10-15 puta (obično C unutar 0,1-1 μF). To bi trebao biti visokofrekventni kapacitet s malom strujom curenja (idealno tantal).
Otpornici RG 1, RG 2 određuju vrijeme uključivanja snažnih tranzistora, a diode VD G 1 i VD G 2, zaobilazeći ove otpornike, smanjuju vrijeme isključivanja na minimalne vrijednosti. Otpornici R 1, R 2 imaju malu vrijednost (do 0,5 Ohma) i izjednačavaju širenje ohmičkog otpora duž zajednički autobus kontrole (potrebno ako je snažna sklopka paralelna veza manje snažnih tranzistora).
Prilikom odabira drajvera za tranzistore velike snage, morate uzeti u obzir:
Zakon upravljanja snažnim tranzistorima:
Za simetrični zakon, prikladni su visoki i niski pokretači prekidača i polumostni pokretači;
Jednostrani zakon zahtijeva pokretače gornje i donje tipke s neovisnom kontrolom svake snažne tipke. Pokretači s transformatorskom galvanskom izolacijom nisu prikladni za asimetrični zakon.
Parametri snažnog ključa (I to ili I drain).
Obično se koristi približan pristup:
I out dr max =2 A može kontrolirati snažan VT sa strujom do 50 A;
I out dr max =3 A – upravljajte snažnim VT sa strujom do 150 A (inače se vrijeme uključivanja i isključivanja značajno povećava i gubici snage za prebacivanje se povećavaju), i.e. Ako je visokokvalitetni tranzistor pogrešno odabran, gubi svoje glavne prednosti.
Računovodstvo za dodatne funkcije.
Tvrtke proizvode upravljačke programe s brojnim servisnim funkcijama:
Razne snažne zaštite ključeva;
Podnaponska zaštita vozača;
S ugrađenim bootstrap diodama;
S podesivim i nepodesivim vremenom odgode za uključivanje snažnog VT u odnosu na trenutak isključivanja drugog (borba kroz struje u polumostu);
Sa ili bez ugrađenog galvanskog odvajanja. U potonji slučaj na ulazu vozača potrebno je spojiti mikrokrug galvanske izolacije (najčešće visokofrekventni diodni optokapler);
U fazi ili protufazi;
Napajanje vozača (potrebno je izvorno napajanje ili tri galvanski odvojena napajanja).
Ako je nekoliko vrsta pokretača ekvivalentno, prednost treba dati onima koji prebacuju struju vrata snažnih tranzistora pomoću bipolarnih VT. Ako ovu funkciju obavljaju tranzistori s efektom polja, tada može doći do kvarova u radu pokretača pod određenim okolnostima (preopterećenja) zbog "zaključnog" učinka okidača.
Nakon odabira tipa pokretača (i njegovih podataka), potrebne su mjere za suzbijanje prolaznih struja u polumostu. Standardna metoda je trenutno isključivanje snažnog ključa i uključivanje zaključanog s odgodom. U tu svrhu koriste se diode VD G 1 i VD G 2, koje pri zatvaranju VT zaobilaze otpornike vrata, a proces isključivanja bit će brži od otključavanja.
Uz ranžiranje otpornika vrata R G 1 i R G 2 pomoću dioda (VD G 1, VD G 2, sl. 3.1) za borbu protiv struja u P-krugu moćne kaskade, tvrtke proizvode integrirane pokretače koji su asimetrični u izlazna sklopna struja VT ja drugi izlaz m ah na uključivanje i isključivanje ja drugi izlaz m ah isključeno(Na primjer ja drugi izlaz m ah na=2A, ja drugi izlaz m ah isključeno=3A). Ovo postavlja asimetrične izlazne otpore mikro kruga, koji su povezani u seriju s otpornicima vrata R G 1 i R G 2.
,
.
gdje su sve vrijednosti u formulama referentni podaci za određeni upravljački program.
Za simetrični (strujni) pokretač vrijedi sljedeća jednakost:
.
Dakle, kako bi se spriječila pojava prolaznih struja, potrebno je odabrati ukupnu vrijednost otpora u krugu vrata (zbog 
,
i, sukladno tome, podešavanje struje punjenja kapacitivnosti vrata VT), kašnjenje uključivanja 
tranzistor veće ili jednako vremenu potrebnom za zatvaranje VT
Gdje 
– vrijeme opadanja struje odvoda (referentna vrijednost);
– vrijeme odgode početka isključivanja VT u odnosu na trenutak primjene napona blokiranja na vrata, ovisno o vrijednosti struje pražnjenja vrata (sukladno tome, ovisi o ukupnom otporu u krugu vrata). Kod shunt gate dioda (VD G 1, VD G 2, sl. 3.1), struja pražnjenja je jedinstveno određena otporom 
. Stoga, za utvrđivanje 
riješite sljedeći omjer
(odgovara) – 
(odgovara) – 
Ako je podešena vrijednost 
bit će ih za red veličine više 
, onda to ukazuje na pogrešan izbor vrste pokretača u smislu snage (veliki 
) i to popravlja rad snažnih tipki na gore. Za konačno utvrđivanje vrijednosti 
možete koristiti tehničke referentne podatke moćnog VT-a. U tu svrhu sastavlja se omjer
(odgovara) – 
(odgovara) – 
(Ako rješenje daje vrijednost R G 1 s negativnim predznakom, tada će odgoda uključivanja biti osigurana s rezervom izlaznom impedancijom pokretača).
Kako bi olakšali borbu protiv prolaznih struja, neki proizvođači već u fazi proizvodnje osiguravaju da je t isključen< t вкл (например, сборка – полумост СМ35084-5F фирмы Mitsubishi Elektric с dinamički parametri: t uključeno = 1,1 ms, t uključeno = 2,4 ms, t isključeno = 0,9 ms, t isključeno = 0,5 ms).
Diode VD G 1 i VD G 2 moraju biti visokofrekventne i s rezervom izdržati napon napajanja vozača.
Za borbu protiv prolaznih struja (za simetrični zakon upravljanja), možete odabrati željeni pokretač polumosta (ako je prikladan za druge parametre), čije je vrijeme kašnjenja podesivo u rasponu od 0,4...5 μs (na primjer, IR upravljački programi kao što su IR2184 ili IR21844), ako je njihovo kašnjenje veće ili jednako t off.
Zaključno, vrijedi napomenuti da umjesto starih modifikacija upravljačkih programa, tvrtke proizvode nove tipove koji su kompatibilni sa starim, ali mogu imati dodatne servisne funkcije (obično ugrađene bootstrap diode, ili bolje rečeno, bootstrap tranzistori koji obavljaju funkciju dioda kojih prije nije bilo). Na primjer, upravljački program IR2011 je ukinut i zamijenjen novim IRS2011 ili IR2011S (u različitim priručnicima unos je dvosmislen).
Članak je posvećen razvoju Electrum AV LLC za industrijske primjene, čije su karakteristike slične modularnim uređajima koje proizvode Semikron i CT Concept.
Suvremeni koncepti razvoja energetska elektronika, razina tehnološke osnove moderne mikroelektronike određuje aktivan razvoj sustava izgrađenih na IGBT uređajima razne konfiguracije i moć. U državnom programu “Nacionalni tehnološka baza„Dva su rada posvećena ovom smjeru na razvoju niza IGBT modula srednje snage u poduzeću Kontur (Cheboksary) i niza IGBT modula velike snage u poduzeću Kremniy (Bryansk). U isto vrijeme, korištenje i razvoj sustava temeljenih na IGBT modulima ograničeni su nedostatkom domaćih pogonskih uređaja za upravljanje IGBT vratima. Ovaj problem je također relevantan za moćne tranzistori s efektom polja, koristi se u sustavima pretvarača s naponima do 200 V.
Trenutačno upravljačke uređaje za tranzistore s efektom polja i IGBT na ruskom "elektroničkom" tržištu predstavljaju Agilent Technologies, IR, Powerex, Semikron i CT Concept. IR i Agilent proizvodi sadrže samo kondicioner tranzistorskog upravljačkog signala i zaštitni krugovi i zahtijevaju, u slučaju rada s tranzistorima velike snage ili na visokim frekvencijama, dodatne elemente za njihovu primjenu: DC/DC pretvarač potrebne snage za generiranje napona napajanja izlaznih stupnjeva, snažne vanjske izlazne stupnjeve za generiranje gejta. upravljački signali sa potrebnom strminom rubova, zaštitni elementi (zener diode, diode i sl.), elementi sučelja upravljačkog sustava (ulazna logika, formiranje upravljačkih dijagrama za polumosne uređaje, optički izolirani statusni signali stanja upravljanog tranzistor, napon napajanja itd.). Powerex proizvodi također zahtijevaju DC/DC pretvarač, a dodatne vanjske komponente potrebne su za usklađivanje s TTL, CMOS i optičkim vlaknima. Također nema potrebnih statusnih signala s galvanskom izolacijom.
Funkcionalno najkompletniji upravljački programi su iz Semikrona (SKHI serija) i CT Concept (Standard ili SCALE tipovi). CT Concept driveri serije Standart i SKHI driveri izrađeni su u obliku tiskanih pločica s konektorima za spajanje na upravljački sustav i upravljanim tranzistorima na koje su ugrađeni potrebni elementi i s mogućnošću ugradnje elemenata za podešavanje od strane potrošača. Proizvodi su slični u svojim funkcionalnim i parametarskim značajkama.
Raspon SKHI drajvera prikazan je u tablici 1.
Tablica 1. Nomenklatura SKHI drajvera
| Vrsta drajvera Semikron | Broj kanala | Maksimalni napon za kontrolu. tranzistor, V | Promjena napona na vratima, V | Maks. Izlaz struja, A | Maksimalni naboj vrata, µC | Frekvencija, kHz | Izolacijski napon, kV | DU/dt, kV/µs |
| SKHI 10/12 | 1 | 1200 | +15/–8 | 8 | 9,6 | 100 | 2,5 | 75 |
| SKHI 10/17 | 1 | 1700 | +15/–8 | 8 | 9,6 | 100 | 4 | 75 |
| SKHI 21A | 1 | 1200 | +15/–0 | 8 | 4 | 50 | 2,5 | 50 |
| SKHI 22A/22B | 2 | 1200 | +15/–7 | 8 | 4 | 50 | 2,5 | 50 |
| SKHI 22A/H4 | 2 | 1700 | +15/–7 | 8 | 4 | 50 | 4 | 50 |
| SKHI 22V/H4 | 2 | 1700 | +15/–7 | 8 | 4 | 50 | 4 | 50 |
| SKHI 23/12 | 2 | 1200 | +15/–8 | 8 | 4,8 | 100 | 2,5 | 75 |
| SKHI 23/17 | 2 | 1700 | +15/–8 | 8 | 4,8 | 100 | 4 | 75 |
| SKHI 24 | 2 | 1700 | +15/–8 | 8 | 5 | 50 | 4 | 50 |
| SKHI 26W | 2 | 1600 | +15/–8 | 8 | 10 | 100 | 4 | 75 |
| SKHI 26F | 2 | 1600 | +15/–8 | 8 | 10 | 100 | 4 | 75 |
| SKHI 27W | 2 | 1700 | +15/–8 | 30 | 30 | 10 | 4 | 75 |
| SKHI 27F | 2 | 1700 | +15/–8 | 30 | 30 | 10 | 4 | 75 |
| SKHI 61 | 6 | 900 | +15/–6,5 | 2 | 1 | 50 | 2,5 | 15 |
| SKHI 71 | 7 | 900 | +15/–6,5 | 2 | 1 | 50 | 2,5 | 15 |
| SKHIVS 01 | 7 | 1200 | +15/–8 | 1,5 | 0,75 | 20 | 2,5 | 15 |
CT Concept SCALE drajveri temelje se na osnovnom hibridnom sklopu i uključuju glavne elemente za upravljanje snažnim tranzistorima s efektom polja ili IGBT koji su montirani na isprintana matična ploča, s mogućnošću ugradnje potrebnih elemenata za podešavanje. Ploča je također opremljena potrebnim konektorima i utičnicama.
Raspon osnovnih sklopova hibridnih SCALE pogonskih sklopova iz CT Concepta prikazan je u tablici 2.
Driver uređaji koje proizvodi Electrum AV potpuno su gotovi, funkcionalno kompletni uređaji koji sadrže sve potrebni elementi za kontrolu vrata snažnih tranzistora, osiguravajući potrebne razine podudaranja strujnih i potencijalnih signala, trajanja rubova i kašnjenja, kao i potrebne razine zaštite kontroliranih tranzistora kada opasne razine napon zasićenja (preopterećenje struje ili kratki spoj) i nedovoljan napon vrata. Korišteni DC/DC pretvarači i izlazni stupnjevi tranzistora imaju potrebne kapacitete kako bi se osiguralo prebacivanje kontroliranih tranzistora bilo koje snage s dovoljnom brzinom da se osiguraju minimalni gubici pri preklapanju. DC/DC pretvarači i optokapleri imaju dovoljnu razinu galvanske izolacije za korištenje u visokonaponskim sustavima.
Tablica 2. Nomenklatura osnovnih hibridnih SCALE pogonskih sklopova iz CT Concepta
| Tip vozača iz CT Concepta | Broj kanala | Napon napajanja vozača, V | Maks. izlazna struja, A | Maksimalni napon na upravljanju. tranzistor, V | Izlazna snaga, W | Latencija, ns | Izolacijski napon, V | du/dt, kV/μs | Ulaz |
| IGD 508E | 1 | ±15 | ±8 | 3300 | 5 | 225 | 5000 | Vols | |
| IGD 515E | 1 | ±15 | ±15 | 3300 | 5 | 225 | 5000 | Vols | |
| IGD 608E | 1 | ±15 | ±8 | 1200 | 6 | 60 | 4000 | >50 | 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 |
| IHD 680A | 2 | ±15 | ±8 | 1200 | 3 | 60 | 4000 | >50 | Trans |
| IHD680A1 17 | 2 | ±15 | ±8 | 1700 | 3 | 60 | 4000 | >50 | Trans |
| IHD 580 F | 2 | ±15 | ±8 | 2500 | 2,5 | 200 | 5000 | Vols |
U ovom članku bit će predstavljeni uređaji MD115, MD150, MD180 (MD115P, MD150P, MD180P) za upravljanje pojedinačnim tranzistorima, kao i MD215, MD250, MD280 (MD215P, MD250P, MD280P) za upravljanje polumostnim uređajima.
Driver modul za jednokanalni IGBT i tranzistore s efektom polja velike snage: MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, ID180P
Pokretački modul MD115, MD150, MD180, MD115P, MD150P, MD180P je hibridni integrirani krug za upravljanje IGBT-ovima i snažnim tranzistorima s efektom polja, uključujući i one kada su paralelno spojeni. Modul osigurava usklađivanje strujnih i naponskih razina s većinom IGBT-ova i tranzistora s efektom polja velike snage s najvećim dopuštenim naponom do 1700 V, zaštitu od preopterećenja ili kratkog spoja te od nedovoljnog napona na vratima tranzistora. Vozač generira signal "alarma" kada se prekrši način rada tranzistora. Pomoću vanjski elementi Način rada vozača je prilagodljiv za optimalnu kontrolu različiti tipovi tranzistori. Driver se može koristiti za pogon tranzistora s "Kelvin" izlazima ili za kontrolu struje pomoću otpornika koji očitava struju. Uređaji MD115P, MD150P, MD180P sadrže ugrađeni DC/DC pretvarač za napajanje izlaznih stupnjeva pogonskog programa. Uređaji MD115, MD150, MD180 zahtijevaju vanjski izolirani izvor napajanja.
Dodjela pinova
1 - “hitno +” 2 - “hitno –” 3 - “ulaz +” 4 - “ulaz –” 5 - “U snaga +” (samo za modele s indeksom “P”) 6 - “U snaga –” ( samo za modele s indeksom “P”) 7 - “Općenito” 8 - “+E snaga” 9 - “izlaz” - upravljanje vratima tranzistora 10 - “–E snaga” 11 - “naprijed” - ulaz za kontrolu napona zasićenja kontrolirani tranzistor 12 - “struja” - ulaz za praćenje struje koja teče kroz kontrolirani tranzistor
Driver moduli za dvokanalni IGBT i tranzistore s efektom polja IA215, IA250, IA280, IA215I, IA250I, IA280I
Vozački moduli MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P - hibridni integrirani krug za upravljanje IGBT-ima i snažnim tranzistorima s efektom polja putem dva kanala, neovisno iu polumosnoj vezi, uključujući i kada paralelna veza tranzistori. Driver osigurava usklađivanje strujnih i naponskih razina s većinom IGBT-ova i tranzistora s efektom polja velike snage s najvećim dopuštenim naponima do 1700 V, zaštitu od preopterećenja ili kratkih spojeva i nedovoljne razine napona na vratima tranzistora. Ulazi vozača imaju galvanska izolacija iz energetskog dijela s izolacijskim naponom 4 kV. Driver sadrži unutarnje DC/DC pretvarače koji formiraju potrebne razine za kontrolu vrata tranzistora. Uređaj generira potrebne statusne signale koji karakteriziraju način rada tranzistora, kao i dostupnost napajanja. Koristeći vanjske elemente, način rada drajvera je prilagođen za optimalno upravljanje različitim tipovima tranzistora.
Tablica 4. Oznaka pinova dvokanalnog IGBT pogonskog modula i tranzistora s efektom polja
| Pin br. | Oznaka | Funkcija | Pin br. | Oznaka | Funkcija |
| 14 | VH1 “+” | Kanal 1 izravni kontrolni ulaz | 15 | IR | Mjerni kolektor za praćenje napona zasićenja na upravljanom tranzistoru prvog kanala |
| 13 | VH1 “–” | Inverzni upravljački ulaz prvog kanala | 16 | IR1 | Ulaz za kontrolu napona zasićenja s podesivim pragom i vremenom blokiranja prvog kanala |
| 12 | ST "+E jama" | Status napona napajanja izlaznog stupnja prvog kanala | 17 | Out2 | Upravljački izlaz tranzistorskih vrata s podesivim vremenom uključivanja kontroliranog tranzistora prvog kanala |
| 11 | NW | Ulaz za spajanje dodatnog kondenzatora (podešavanje vremena odgode uključivanja) prvog kanala | 18 | Out1 | Upravljački izlaz tranzistorskih vrata s podesivim vremenom isključivanja kontroliranog tranzistora prvog kanala |
| 10 | ST | Izlaz statusnog alarma na upravljanom tranzistoru prvog kanala | 19 | –E jama | |
| 9 | BLOK | Zaključaj ulaz | 20 | Općenito | Izlazi napona napajanja sekcije napajanja pokretača prvog kanala |
| 8 | Nije uključen | 21 | +E jama | Izlazi napona napajanja sekcije napajanja pokretača prvog kanala | |
| 7 | +5 V | 22 | +E jama " | ||
| 6 | Ulaz za spajanje napajanja na ulazni krug | 23 | Općenito" | Izlazi napona napajanja sekcije snage drajvera drugog kanala | |
| 5 | VH2 “+” | Kanal 2 izravni kontrolni ulaz | 24 | –E jama " | Izlazi napona napajanja sekcije snage drajvera drugog kanala |
| 4 | VH2 “–” | Inverzni upravljački ulaz drugog kanala | 25 | Out1" | Upravljački izlaz tranzistorskih vrata s podesivim vremenom uključivanja kontroliranog tranzistora drugog kanala |
| 3 | ST “+E jama”9 | Status napona napajanja izlaznog stupnja drugog kanala | 26 | Out2" | Upravljački izlaz tranzistorskih vrata s podesivim vremenom isključivanja kontroliranog tranzistora drugog kanala |
| 2 | Sz9 | Ulaz za spajanje dodatnog kondenzatora (podešavanje vremena kašnjenja prebacivanja) drugog kanala | 27 | IK1" | Ulaz za kontrolu napona zasićenja s podesivim pragom i vremenom blokiranja drugog kanala |
| 1 | ST9 | Izlaz statusnog alarma na kontroliranom tranzistoru drugog kanala | 28 | IR" | Mjerni kolektor za praćenje napona zasićenja na upravljanom tranzistoru drugog kanala |
Uređaji oba tipa MD1HHH i MD2HHH omogućuju generiranje kontrolnih signala vrata tranzistora s odvojeno podesivim vrijednostima struja punjenja i pražnjenja, s potrebnim dinamičkim parametrima, osiguravaju kontrolu napona i zaštitu vrata tranzistora u slučaju nedovoljnog ili previsokog napona na ih. Obje vrste uređaja prate napon zasićenja kontroliranog tranzistora i izvode glatko hitno isključivanje opterećenja u kritičnim situacijama, generirajući signal optokaplera koji to pokazuje. Osim ovih funkcija, uređaji serije MD1XXX imaju mogućnost upravljanja strujom kroz kontrolirani tranzistor pomoću vanjskog otpornika za mjerenje struje - "šant". Takve otpornike, s otporima od 0,1 do nekoliko mOhma i snagama od desetaka i stotina W, izrađene na keramičkim bazama u obliku nikromskih ili manganinskih traka precizne geometrije s podesivim nominalnim vrijednostima, također je razvio Electrum AV LLC. Detaljnije informacije o njima mogu se pronaći na web stranici www.orel.ru/voloshin.
Tablica 5. Osnovni električni parametri
| Ulazni krug | ||||
| min. | tip. | Maks. | ||
| Napon napajanja, V | 4,5 | 5 | 18 | |
| Potrošnja struje, mA | ne više od 80 bez opterećenja ne više od 300 mA s opterećenjem | |||
| Ulazna logika | CMOS 3–15 V, TTL | |||
| Struja na upravljačkim ulazima, mA | ne više od 0,5 | |||
| Izlazni napon st, V | ne više od 15 | |||
| Izlazna struja st, mA | najmanje 10 | |||
| Izlazni krug | ||||
| Vršna izlazna struja, A | ||||
| MD215 | ne više od 1,5 | |||
| MD250 | ne više od 5,0 | |||
| MD280 | ne više od 8,0 | |||
| Prosječna izlazna struja, mA | ne više od 40 | |||
| Maksimalna frekvencija prebacivanja, kHz | ne manje od 100 | |||
| Brzina promjene napona, kV/µs | najmanje 50 | |||
| Maksimalni napon na kontroliranom tranzistoru, V | ne manje od 1200 | |||
| DC/DC pretvarač | ||||
| Izlazni napon, V | najmanje 15 | |||
| Snaga, W | ne manje od 1 ne manje od 6 (za modele s indeksom M) | |||
| Učinkovitost | najmanje 80% | |||
| Dinamičke karakteristike | ||||
| Kašnjenje ulaznog izlaza t uključeno, µs | ne više od 1 | |||
| Odgoda zaštitnog isključivanja t off, µs | ne više od 0,5 | |||
| Status kašnjenja uključivanja, μs | ne više od 1 | |||
| Vrijeme oporavka nakon aktiviranja zaštite, μs | ne više od 10 | |||
| najmanje 1 (postavljeno kapacitetima St, St") | ||||
| Vrijeme odziva zaštitnog kruga napona zasićenja kada je tranzistor uključen tblok, μs | najmanje 1 | |||
| Naponi praga | ||||
| min. | tip. | Maks. | ||
| Zaštitni prag za nedovoljno napajanje E, V | 10,4 | 11 | 11,7 | |
| Zaštitni krug napona zasićenja kontroliranog tranzistora osigurava da se izlaz isključi i da se CT signal generira pri naponu na ulazu "IR", V | 6 | 6,5 | 7 | |
| Izolacija | ||||
| Napon izolacije upravljačkih signala u odnosu na signale snage, V | ne manje od 4000 AC napona | |||
| Napon izolacije DC/DC pretvarača, V | ne manje od 3000 DC napona | |||
Predloženi upravljački programi omogućuju vam upravljanje tranzistorima na visokim frekvencijama (do 100 kHz), što vam omogućuje postizanje vrlo visoke učinkovitosti procesa pretvorbe.
Uređaji serije MD2HHH imaju ugrađeni ulazni logički blok koji vam omogućuje upravljanje signalima s različitim vrijednostima od 3 do 15 V (CMOS) i standardnim TTL razinama, dok pruža identičnu razinu signala upravljanja vratima tranzistora i formiranje trajanje kašnjenja preklapanja gornjeg i višeg napona, podesivo pomoću vanjskih kondenzatora donji krak polumosta, koji osigurava odsutnost prolaznih struja.
Značajke korištenja upravljačkih programa na primjeru uređaja MD2HHH
Kratki osvrt
Vozački moduli MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P su univerzalni upravljački moduli dizajnirani za prebacivanje IGBT-ova i tranzistora s efektom polja velike snage.
Svi tipovi MD2HHH imaju međusobno kompatibilne kontakte i razlikuju se samo u razini maksimalne impulsne struje.
Vrste MD s više visoka snaga, visoki napon- MD250, MD280, MD250P, MD280P dobro su prikladni za većinu modula ili nekoliko paralelno spojenih tranzistora koji se koriste na visoke frekvencije Oh.
Driver moduli serije MD2HHH su cjelovito rješenje problemi upravljanja i zaštite za IGBT i tranzistore s efektom polja. Zapravo, nikakve dodatne komponente nisu potrebne ni na ulaznoj ni na izlaznoj strani.
Akcijski
Driver moduli MD215, MD250, MD280, MD215P, MD250P, MD280P za svaki od dva kanala sadrže:
- ulazni krug koji osigurava usklađivanje razine signala i zaštitnu odgodu prebacivanja;
- električna izolacija između ulaznog kruga i energetskog (izlaznog) dijela;
- upravljački krug tranzistorskih vrata; na otvorenom tranzistoru;
- sklop za praćenje razine napona napajanja pogonskog dijela pogonskog sklopa;
- pojačalo;
- zaštita od prenapona u izlaznom dijelu vozača;
- električni izolirani izvor napona - DC//DC pretvarač (samo za module s indeksom P)
Oba pokretačka kanala rade neovisno jedan o drugom.
Zahvaljujući električnoj izolaciji koju osiguravaju transformatori i optokapleri (podvrgnuti ispitnom naponu od 2650 V AC na 50 Hz tijekom 1 minute) između ulaznog kruga i jedinica za napajanje, a također i izuzetno velika brzina porast napona - 30 kV/µs, pogonski moduli se koriste u krugovima s visokim potencijalnim naponima i velikim skokovima potencijala koji se javljaju između energetskog dijela i upravljačkog kruga.
Vrlo kratka vremena odgode pogonskih programa serije MD2XXX omogućuju njihovu upotrebu u visokofrekventnim izvorima napajanja, visokofrekventnim pretvaračima i rezonantnim pretvaračima. Zahvaljujući iznimno kratkim vremenima odgode, jamče nesmetan rad tijekom upravljanja mostom.
Jedna od glavnih funkcija drajvera serije MD2HHH je jamčenje pouzdane zaštite upravljanih tranzistora snage od kratkih spojeva i preopterećenja. Stanje nužde tranzistora određuje se pomoću napona na kolektoru tranzistora snage u otvorenom stanju. Ako se prekorači korisnički definirani prag, tranzistor snage se isključuje i ostaje onemogućen sve dok razina aktivnog signala na kontrolnom ulazu ne završi. Nakon toga, tranzistor se može ponovno uključiti primjenom aktivne razine na upravljački ulaz. Ovaj koncept zaštite naširoko se koristi za pouzdanu zaštitu IGBT-a.
Funkcionalna dodjela pinova
Pinovi 14 (VX1 “+”), 13 (VX1 “–”)
Pinovi 13 i 14 su upravljački ulazi drajvera. Upravljanje se provodi primjenom TTL logičkih razina na njih. Ulaz In1 “+” je izravan, odnosno kada se na njega primijeni logička 1, tranzistor snage se otvara, a kada se primijeni 0, zatvara se. Ulaz In1 “–” je inverzan, odnosno kada se na njega primijeni logička 1, tranzistor snage se zatvara, a kada se na njega primijeni 1, otvara se. Obično je In1 “–” spojen na zajednički vodič ulaznog dijela drajvera, a njime se upravlja pomoću ulaza In1 “+”. Veza invertirajućeg i neinvertirajućeg pogona prikazana je na sl. 10.
Tablica 6 prikazuje dijagram stanja jednog pogonskog kanala.
Električna izolacija između ulaznog i izlaznog dijela drajvera na ovim pinovima provodi se pomoću optokaplera. Zahvaljujući njihovoj uporabi, eliminirana je mogućnost utjecaja prijelaznih procesa koji se javljaju na tranzistoru snage na upravljački krug.
Tablica 6. Dijagram stanja jednog pogonskog kanala
| U1+ | In1– | Napon vrata tranzistora | Napon zasićenja tranzistora >normalan | Sv | St "+E jama" | Van |
| x | x | + | x | x | L | L |
| x | x | x | + | l | N | l |
| l | x | x | x | x | N | l |
| x | H | x | x | x | H | l |
| H | l | - | - | H | H | H |
Ulazni krug ima ugrađenu zaštitu koja sprječava da se oba tranzistora snage polumosta otvore istovremeno. Ako se aktivni upravljački signal primijeni na upravljačke ulaze oba kanala, krug će biti blokiran i oba tranzistora snage će biti zatvorena.
Vozački moduli trebaju biti smješteni što bliže tranzistorima snage i spojeni na njih najkraćim mogućim vodičima. Ulazi In1 “+” i In1 “–” mogu se spojiti na upravljački i nadzorni krug vodičima duljine do 25 cm.
Štoviše, vodiči moraju ići paralelno. Osim toga, ulazi In1 "+" i In1 "–" mogu se spojiti na upravljački i nadzorni krug pomoću upredene parice. Zajednički vodič za ulazni krug mora uvijek biti spojen odvojeno za oba kanala kako bi se osigurao pouzdan prijenos upravljačkih impulsa.
Uzimajući u obzir da do pouzdanog prijenosa upravljačkih impulsa dolazi u slučaju vrlo dugog impulsa, tada puna konfiguracija mora se provjeriti u slučaju minimalno kratkog upravljačkog impulsa.
Pin 12 (ST "+E jama")
Pin 12 je statusni izlaz koji potvrđuje prisutnost napajanja (+18 V) na izlaznom (naponskom) dijelu pogonskog programa. Sastavljen je prema krugu otvorenog kolektora. Na normalna operacija upravljački program (prisutnost napajanja i njegova dovoljna razina), statusni pin je spojen na zajednički pin upravljački krug pomoću otvorenog tranzistora. Ako je ovaj statusni izlaz spojen prema dijagramu prikazanom na sl. 11, tada će hitna situacija odgovarati visoka razina napon na njemu (+5 V). Normalan rad vozača bit će dosljedan niska razina napon na ovom statusnom pinu. Tipična vrijednost struje koja teče kroz statusni pin odgovara 10 mA, stoga se vrijednost otpornika R izračunava pomoću formule R = U / 0,01,
gdje je U napon napajanja. Kada napon napajanja padne ispod 12 V, tranzistor snage se isključuje i pokretač se blokira.
Pin 11 (Sz)
Dodatni kondenzator spojen je na pin 11, što povećava vrijeme kašnjenja između ulaznog i izlaznog impulsnog tona na driveru. Standardno (bez dodatnog kondenzatora) ovo vrijeme je točno 1 µs, zbog čega drajver ne reagira na impulse kraće od 1 µs (zaštita od impulsni šum). Glavna svrha ove odgode je eliminirati pojavu prolaznih struja koje nastaju u polumostovima. Prolazne struje uzrokuju zagrijavanje i okidanje tranzistora snage hitna zaštita, povećati potrošnju struje, pogoršati učinkovitost kruga. Uvođenjem ove odgode, oba kanala pokretača opterećenog pola mosta mogu se pokretati jednim kvadratnim valnim signalom.
Na primjer, modul 2MBI 150 ima odgodu isključivanja od 3 μs, stoga, kako bi se spriječila pojava prolaznih struja u modulu kada se kanali zajednički upravljaju, potrebno je ugraditi dodatni kapacitet od najmanje 1200 pF na oba kanala.
Kako bi se smanjio utjecaj temperature okoline na vrijeme kašnjenja, potrebno je odabrati kondenzatore s niskim TKE.
Pin 10 (ST)
Pin 10 je izlaz statusa alarma na tranzistoru snage prvog kanala. Visoka logička razina na izlazu odgovara normalnom radu drajvera, a niska razina odgovara hitnom slučaju. Nesreća se događa kada napon zasićenja na tranzistoru snage prijeđe razinu praga. Maksimalna struja koja teče kroz izlaz je 8 mA.
Pin 9 (BLOK)
Pin 6 je upravljački ulaz vozača. Kada se na njega primijeni logička jedinica, rad vozača je blokiran i napon za blokiranje se dovodi na tranzistore snage. Blokirajući ulaz je zajednički za oba kanala. Za normalan rad pokretača, na ovaj ulaz mora se primijeniti logička nula.
Pin 8 se ne koristi.
Pinovi 7 (+5 V) i 6 (zajednički)
Pinovi 6 i 7 su ulazi za spajanje napajanja na drajver. Napajanje se napaja iz izvora sa snagom od 8 W i izlaznim naponom od 5 ± 0,5 V. Napajanje se mora spojiti na pokretač kratkim vodičima (kako bi se smanjili gubici i povećala otpornost na buku). Ako spojni vodiči imaju duljinu veću od 25 cm, između njih je potrebno postaviti kondenzatore za suzbijanje buke (keramički kondenzator kapaciteta 0,1 μF) što je moguće bliže pokretaču.
Pin 15 (IR)
Pin 15 (mjerni kolektor) spojen je na kolektor tranzistora snage. Preko njega se kontrolira napon na otvorenom tranzistoru. U slučaju kratkog spoja ili preopterećenja, napon na otvorenom tranzistoru naglo raste. Kada se prekorači vrijednost napona praga na kolektoru tranzistora, tranzistor snage se isključuje i pokreće se status ST alarma. Vremenski dijagrami procesa koji se odvijaju u pokretaču kada se aktivira zaštita prikazani su na slici 7. Prag odziva zaštite može se smanjiti serijski spojenim diodama, a granična vrijednost napona zasićenja je U us. por.=7 –n U pr.VD, gdje je n broj dioda, U pr.VD je pad napona na otvorenoj diodi. Ako se tranzistor snage napaja iz izvora od 1700 V, potrebno je ugraditi dodatnu diodu s probojnim naponom od najmanje 1000 V. Katoda diode spojena je na kolektor tranzistora snage. Vrijeme reakcije zaštite može se podesiti pomoću pina 16-IK1.
Pin 16 (IC1)
Pin 16 (mjerni kolektor), za razliku od pina 15, nema ugrađenu diodu i granični otpornik. Potrebno je spojiti kondenzator koji na temelju napona zasićenja na otvorenom tranzistoru određuje vrijeme odziva zaštite. Ova odgoda je neophodna kako bi se spriječilo da smetnje utječu na krug. Spajanjem kondenzatora vrijeme odziva zaštite se povećava proporcionalno blokirnom kapacitetu t = 4 C U us. por., gdje je C kapacitet kondenzatora, pF. Ovo vrijeme se zbraja s internim vremenom odgode pokretača t off (10%) = 3 μs. Po zadanoj postavci, pokretački program sadrži kapacitet C = 100 pF, stoga je odgoda reakcije zaštite t = 4 100 6,3 + t isključeno (10%) = 5,5 μs. Ako je potrebno, ovo se vrijeme može povećati spajanjem kapacitivnosti između pina 16 i zajedničke žice napajanja jedinice napajanja.
Pinovi 17 (van. 2) i 18 (van. 1)
Pinovi 17 i 18 su izlazi drajvera. Oni su dizajnirani za spajanje tranzistora snage i podešavanje vremena uključivanja. Pin 17 (out. 2) dovodi pozitivan potencijal (+18 V) na vrata kontroliranog modula, a pin 18 (out. 1) daje negativan potencijal (–5 V). Ako je potrebno osigurati strme upravljačke rubove (oko 1 μs) i ne baš veliku snagu opterećenja (dva paralelno spojena modula 2MBI 150), dopušteno je izravno spajanje ovih izlaza na upravljačke pinove modula. Ako trebate zategnuti rubove ili ograničiti upravljačku struju (u slučaju težak teret), tada moduli moraju biti spojeni na pinove 17 i 18 preko graničnih otpornika.
Ako napon zasićenja prijeđe razinu praga, dolazi do zaštitnog glatkog smanjenja napona na vratima upravljačkog tranzistora. Vrijeme za smanjenje napona na vratima tranzistora na razinu od 90%t off (90%) = 0,5 μs, na razinu od 10%t off (10%) = 3 μs. Neophodno je glatko smanjenje izlaznog napona kako bi se uklonila mogućnost prenapona.
Pinovi 19 (–E napajanje), 20 (zajednički) i 21 (+E napajanje)
Pinovi 19, 20 i 21 su izlazi snage pogonskog dijela pogona. Ove igle primaju napon od pogonskog DC/DC pretvarača. U slučaju korištenja upravljačkih programa kao što su MD215, MD250, MD280 bez ugrađenih DC/DC pretvarača, povežite se ovdje vanjski izvori napajanje: 19 pin –5 V, 20 pin - zajednički, 21 pin +18 V za struju do 0,2 A.
Proračun i izbor vozača
Početni podaci za izračun su ulazni kapacitet modula C in ili ekvivalentni naboj Q in, ulazni otpor modula R in, njihanje napona na ulazu modula. U = 30 V (dano u referentne informacije modulo), maksimum radna frekvencija, na kojem radi f max modul.
Potrebno je pronaći impulsnu struju koja teče kroz upravljački ulaz Imax modula, maksimalna snaga DC/DC pretvarač P.
Slika 16 prikazuje ekvivalentni krug ulaz modula, koji se sastoji od kapacitivnosti vrata i ograničavajućeg otpornika.
Ako je naboj Qin naveden u izvornim podacima, tada ga je potrebno preračunati u ekvivalentni ulazni kapacitet Cin =Qin /D U.
Jalova snaga dodijeljena ulaznom kapacitetu modula izračunava se formulom Rs =f Q ulaz D U. Ukupna snaga DC/DC pretvarača pogonskog sklopa R zbroj je snage koju troši izlazni stupanj pokretač Rout, i jalova snaga dodijeljena ulaznom kapacitetu modula Rs: P = P out + Pc.
Radna frekvencija i njihanje napona na ulazu modula uzeti su kao maksimalni u izračunima; stoga je dobivena najveća moguća snaga DC/DC pretvarača tijekom normalnog rada drajvera.
Poznavajući otpor graničnog otpornika R, možete pronaći impulsnu struju koja teče kroz pokretač: I max =D U/R.
Na temelju rezultata izračuna možete odabrati najoptimalniji upravljački program potreban za upravljanje modulom napajanja.
Možda nakon čitanja ovog članka nećete morati instalirati radijatore iste veličine na tranzistore.
Prijevod ovog članka.
Kratka poruka prevoditelja:
Prvo, u ovom prijevodu mogu biti ozbiljni problemi s prijevodom pojmova, nisam dovoljno studirao elektrotehniku i dizajn sklopova, ali ipak nešto znam; Također sam pokušao sve prevesti što jasnije, tako da nisam koristio koncepte kao što su bootstrap, MOSFET itd. Drugo, ako je sada teško napraviti pravopisnu pogrešku (svaka čast procesorima teksta za označavanje pogrešaka), onda je prilično lako pogriješiti u interpunkciji.
A na ove dvije točke molim vas da me što jače šutnete u komentarima.
Sada razgovarajmo više o temi članka - uz svu raznolikost članaka o izgradnji raznih Vozilo pogled s tla (automobili) na MK, na Arduinu, na<вставить название>, dizajn samog strujnog kruga, a još manje strujni krug za spajanje motora, nije opisan dovoljno detaljno. Obično izgleda ovako:
- uzeti motor
- uzeti komponente
- spojite komponente i motor
- …
- PROFIT!1!
Ali izgraditi više složeni sklopovi Umjesto jednostavnog okretanja PWM motora u jednom smjeru kroz L239x, obično je potrebno znanje o punim mostovima (ili H-mostovima), tranzistorima s efektom polja (ili MOSFET-ovima) i, dobro, upravljačkim programima za njih. Ako ga ništa ne ograničava, tada možete koristiti p-kanalne i n-kanalne tranzistore za puni most, ali ako je motor dovoljno snažan, tada će se prvo morati izvagati p-kanalni tranzistori veliki iznos radijatore, zatim dodajte hladnjake, ali ako ih je šteta baciti, onda možete isprobati druge vrste hlađenja ili jednostavno koristiti samo n-kanalne tranzistore u krugu. Ali postoji mali problem s n-kanalnim tranzistorima - ponekad može biti prilično teško otvoriti ih "na prijateljski način".
Pa sam tražio nešto što bi mi pomoglo da napravim pravi dijagram i našao sam članak na blogu mladića po imenu Syed Tahmid Mahbub. Odlučio sam podijeliti ovaj članak.
U mnogim situacijama moramo koristiti FET-ove kao sklopke vrhunska razina. Također u mnogim situacijama moramo koristiti tranzistore s efektom polja kao prekidače i za gornju i za donju razinu. Na primjer, u strujnim krugovima mostova. U parcijalnim premosnim sklopovima imamo 1 MOSFET visoke razine i 1 MOSFET niske razine. U sklopovima punog mosta imamo 2 MOSFET-a visoke razine i 2 MOSFET-a niske razine. U takvim situacijama morat ćemo zajedno koristiti upravljačke programe visoke i niske razine. Najčešći način upravljanja tranzistorima s efektom polja u takvim slučajevima je korištenje pokretačkog sklopa niske i visoke razine za MOSFET-ove. Bez sumnje, najpopularniji upravljački čip je IR2110. A u ovom članku/udžbeniku govorit ću upravo o tome.
Dokumentaciju za IR2110 možete preuzeti s IR web stranice. Ovdje je poveznica za preuzimanje: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf
Pogledajmo prvo blok dijagram, kao i opis i položaj pinova:
Slika 1 - Funkcionalni blok dijagram IR2110
Slika 2 - pinout IR2110
Slika 3 - Opis pinova IR2110
Također je vrijedno spomenuti da IR2110 dolazi u dva paketa - 14-pinski PDIP pinout i 16-pinski SOIC površinski nosač.
Razgovarajmo sada o raznim kontaktima.
VCC je izvor napajanja niske razine, trebao bi biti između 10 V i 20 V. VDD je logički izvor za IR2110, trebao bi biti između +3V i +20V (u odnosu na VSS). Stvarni napon koji odaberete ovisi o razini napona ulaznih signala. Evo grafikona:
Slika 4 - Ovisnost logike 1 o snazi
Obično se koristi VDD od +5V. Kada je VDD = +5V, ulazni prag logičke 1 je malo viši od 3V. Prema tome, kada je VDD = +5 V, IR2110 se može koristiti za kontrolu opterećenja kada je ulaz "1" viši od 3 (nekih) volta. To znači da se IR2110 može koristiti za gotovo sve krugove, budući da se većina krugova obično napaja na oko 5V. Kada koristite mikrokontrolere, izlazni napon će biti veći od 4V (uostalom, mikrokontroler često ima VDD = +5V). Kada koristite SG3525 ili TL494 ili neki drugi PWM kontroler, vjerojatno ćete ih morati napajati naponom većim od 10 V, što znači da će izlazi biti veći od 8 V na logičkoj jedinici. Stoga se IR2110 može koristiti gotovo svugdje.
Također možete smanjiti VDD na oko +4V ako koristite mikrokontroler ili bilo koji čip koji proizvodi 3.3V (npr. dsPIC33). Prilikom projektiranja sklopova s IR2110, primijetio sam da ponekad sklop ne radi ispravno kada je VDD IR2110 postavljen na manje od +4V. Stoga ne preporučam korištenje VDD ispod +4V. U većini mojih sklopova razine signala nemaju napon manji od 4V kao "1" i stoga koristim VDD = +5V.
Ako iz nekog razloga u krugu razina signala logičke "1" ima napon manji od 3 V, tada morate koristiti pretvarač razine / prevoditelj razine, on će podići napon do prihvatljivih granica. U takvim situacijama preporučujem povećanje na 4V ili 5V i korištenje IR2110 VDD = +5V.
Sada razgovarajmo o VSS i COM. VSS je zemlja za logiku. COM je "niska razina povratka" - u osnovi vozačeva niska razina tla. Može izgledati kao da su neovisni i netko bi mogao pomisliti da bi možda bilo moguće izolirati izlaze drajvera i logiku signala drajvera. Međutim, to bi bilo pogrešno. Iako nisu interno povezani, IR2110 je neizolirani pokretački program, što znači da VSS i COM moraju biti spojeni na masu.
HIN i LIN su logički ulazi. Visok signal na HIN znači da želimo kontrolirati visoku tipku, to jest, izlaz visoke razine se izvodi na HO. Nizak signal na HIN znači da želimo isključiti MOSFET visoke razine, to jest, HO je izlaz niske razine. Izlaz prema HO, visok ili nizak, ne uzima se u obzir u odnosu na masu, već u odnosu na VS. Uskoro ćemo vidjeti kako krugovi pojačala (dioda + kondenzator) koji koriste VCC, VB i VS daju promjenjivu snagu za pogon MOSFET-a. VS je plutajući povrat snage. Na visokoj razini, razina na HO jednaka je razini na VB, u odnosu na VS. Na niskoj razini, razina na HO je jednaka VS, u odnosu na VS, efektivno nula.
Visok LIN signal znači da želimo kontrolirati nisku sklopku, to jest, LO daje visoku razinu. Nizak LIN signal znači da želimo isključiti MOSFET niske razine, to jest, LO je izlaz niske razine. Izlaz u LO se smatra relativnim u odnosu na masu. Kada je signal visok, razina na LO je ista kao na VCC, u odnosu na VSS, efektivno uzemljen. Kada je signal nizak, razina u LO je ista kao u VSS, u odnosu na VSS, efektivno nula.
SD se koristi kao kontrola zaustavljanja. Kada je razina niska, IR2110 je uključen - funkcija zaustavljanja je onemogućena. Kada je ovaj pin visok, izlazi se isključuju, onemogućujući kontrolu nad IR2110.
Sada pogledajmo uobičajenu konfiguraciju s IR2110 za pogon MOSFET-a kao prekidača visokog i niskog stupnja - polumosni sklopovi.
Slika 5 - Osnovni sklop na IR2110 za kontrolu polumosta
D1, C1 i C2 zajedno s IR2110 čine krug pojačala. Kada je LIN = 1 i Q2 uključen, C1 i C2 se pune do razine VB, budući da se jedna dioda nalazi ispod +VCC. Kada je LIN = 0 i HIN = 1, naboj na C1 i C2 koristi se za dodavanje dodatnog napona, VB na u ovom slučaju, iznad razine izvora Q1 za kontrolu Q1 u konfiguraciji gornjeg prekidača. Na C1 mora biti odabran dovoljno veliki kapacitet tako da bude dovoljan da osigura potreban naboj Q1 tako da Q1 bude uključen cijelo vrijeme. C1 također ne bi trebao imati preveliki kapacitet, budući da će proces punjenja trajati dugo i razina napona se neće dovoljno povećati da MOSFET ostane uključen. Što je duže vrijeme potrebno u uključenom stanju, to je potreban veći kapacitet. Dakle, niža frekvencija zahtijeva veći kapacitet C1. Veći faktor punjenja zahtijeva veći kapacitet C1. Naravno, postoje formule za izračunavanje kapacitivnosti, ali za to morate znati mnoge parametre, a možda ne znamo neke od njih, na primjer, struju curenja kondenzatora. Dakle, samo sam procijenio približan kapacitet. Za niske frekvencije, kao što je 50Hz, koristim kapacitet od 47uF do 68uF. Za visoke frekvencije kao što je 30-50kHz, koristim kapacitete u rasponu od 4,7uF do 22uF. Budući da koristimo elektrolitski kondenzator, paralelno s ovim kondenzatorom mora se koristiti keramički kondenzator. Keramički kondenzator nije potrebno ako je kondenzator za pojačanje tantalski.
D2 i D3 brzo prazne vrata MOSFET-a, zaobilazeći otpornike vrata i smanjujući vrijeme isključivanja. R1 i R2 su otpornici za ograničavanje struje.
MOSV može biti maksimalno 500V.
VCC bi trebao dolaziti iz izvora bez smetnji. Za filtriranje morate instalirati kondenzatore za filtriranje i odvajanje od +VCC do mase.
Pogledajmo sada neke primjere sklopova s IR2110.
Slika 6 - Strujni krug s IR2110 za visokonaponski polumost
Slika 7 - Krug s IR2110 za visokonaponski puni most s neovisnom kontrolom ključa (može se kliknuti)
Na slici 7 vidimo IR2110 koji se koristi za kontrolu punog mosta. U tome nema ništa komplicirano i mislim da ovo već razumijete. Ovdje također možete primijeniti prilično popularno pojednostavljenje: povezujemo HIN1 s LIN2, a povezujemo HIN2 s LIN1, čime dobivamo kontrolu nad sva 4 ključa koristeći samo 2 ulazna signala, umjesto 4, što je prikazano na slici 8.
Slika 8 - Shema s IR2110 za visokonaponski puni most s ključnom kontrolom s dva ulaza (klikanje)
Slika 9 - Krug s IR2110 kao visokonaponskim pokretačem najviše razine
Na slici 9 vidimo IR2110 koji se koristi kao upravljački program visoke razine. Krug je prilično jednostavan i ima istu funkcionalnost kao što je gore opisano. Jedna stvar koju treba uzeti u obzir je da, budući da više nemamo prekidač niske razine, mora postojati opterećenje povezano od OUT-a na masu. Inače se kondenzator pojačala neće moći napuniti.
Slika 10 - Krug s IR2110 kao pokretačem niske razine
Slika 11 - Krug s IR2110 kao dvostrukim pokretačem niske razine
Ako imate problema sa svojim IR2110 i sve neprestano kvari, gori ili eksplodira, prilično sam siguran da je to zato što ne koristite otpornike izvora izvora, pod pretpostavkom da ste ga pažljivo dizajnirali, naravno. NIKADA NE ZABORAVITE NA OTPORNIKE GATE-SOURCE. Ako ste zainteresirani, ovdje možete pročitati moje iskustvo s njima (također objašnjavam zašto otpornici sprječavaju oštećenja).
2.3. Upravljački programi za upravljanje snažnim tranzistorima
Driveri su upravljački čipovi koji povezuju različite kontrolere i logičke sklopove sa snažnim tranzistorima u izlaznim stupnjevima pretvarača ili upravljačkih uređaja motora. Pokretači, koji osiguravaju prijenos signala, moraju uvesti što je moguće manje vremensko kašnjenje, a njihovi izlazni stupnjevi moraju izdržati veliko kapacitivno opterećenje karakteristično za krugove vrata tranzistora. Odvod i struje odvoda izlaznog stupnja pokretača trebaju biti između 0,5 i 2 A ili više.
Driver je pulsno pojačalo snage i dizajnirano je za izravno upravljanje prekidačima snage pretvarača parametara snage. Pokretački krug određen je tipom strukture ključnog tranzistora (bipolarni, MOS ili IGBT) i vrstom njegove vodljivosti, kao i položajem tranzistora u sklopnom krugu („gornji“, tj. onaj čije obje snage terminali u otvorenom stanju imaju visok potencijal ili "niži", od kojih oba priključka snage u otvorenom stanju imaju nulti potencijal). Vozač mora pojačati upravljački signal u smislu snage i napona, te po potrebi osigurati njegov potencijalni pomak. Vozaču se također mogu dodijeliti funkcije zaštite ključa.
Kada projektirate upravljački krug za sklopove tranzistora snage, morate znati da:
a) potrebno je osigurati "plutajući" potencijal za upravljanje "gornjom" sklopkom napajanja u krugu polumosta;
b) izuzetno je važno stvoriti brzi porast i pad upravljačkih signala koji stižu na vrata energetskih elemenata kako bi se smanjili toplinski gubici sklopke;
c) potrebno je osigurati visoku vrijednost impulsa upravljačke struje elemenata snage za brzo ponovno punjenje ulaznih kondenzatora;
d) u velikoj većini slučajeva potrebna je električna kompatibilnost ulaznog dijela pokretačkog programa sa standardnim TTL/CMOS digitalnim signalima (koji obično dolaze iz mikrokontrolera).
Dosta dugo vremena programeri su bili prisiljeni dizajnirati upravljačke krugove pomoću diskretnih elemenata. Prvi važan događaj na putu integracije upravljačkih programa bila je pojava mikro krugova serije IR21xx i IR22xx (a potom i njihovih modernijih modifikacija IRS21xx, IRS22xx), koje je razvio International Rectifies. Ovi mikro krugovi danas su pronašli široku primjenu u tehnologiji pretvarača male snage, budući da ispunjavaju sve gore navedene zahtjeve.
Upravljački krug sklopke za napajanje uvijek je konstruiran na takav način da je njegov izlazni signal (u obliku širinski moduliranih impulsa) specificiran u odnosu na "zajednički" vodič kruga. Kao što se može vidjeti sa Sl. 2.12, A, koji prikazuje polumostni stupanj snage za sklopni tranzistor VT 2 to je sasvim dovoljno - signal "Kontrola 2" može se izravno primijeniti na vrata (bazu) tranzistora kroz upravljački program G2, budući da je njegov izvor (emiter) spojen na "zajednički" vodič kruga, a kontrola provodi se u odnosu na "zajednički" vodič.
Ali što je s tranzistorom? VT 1, koji radi u gornjem kraku polumosta? Ako tranzistor VT 2 je u zatvorenom stanju, i VT 1 otvoreno, na izvoru VT 1 prisutan napon napajanja E Pete. Stoga, za prebacivanje tranzistora VT 1, potreban vam je uređaj G1 galvanski izoliran od "zajedničkog" kruga, koji će jasno prenositi impulse upravljačkog kruga "Kontrola 1" bez unošenja izobličenja u signale. Klasično rješenje ovog problema je uključivanje upravljačkog transformatora T1 (sl. 2.12, b), koji s jedne strane galvanski odvaja upravljačke krugove, a s druge strane prenosi sklopne impulse. Nije slučajno što se ovo tehničko rješenje smatra "klasikom žanra": poznato je desetljećima.
A b
Riža. 2.12. Prekidači snage u krugovima polumosta
Ulazni signal je signal kontrolnog čipa standardne amplitude logičke razine, a korištenjem napona primijenjenog na Vdd pin, može se postići kompatibilnost s klasičnom 5-voltnom "logikom" i modernijom 3,3-voltnom logikom. Na izlazu drajvera postoje upravljački naponi za "gornje" i "donje" tranzistore snage. Vozač je poduzeo mjere za osiguranje potrebnih razina upravljanja, stvoren je ekvivalent galvanske izolacije (pseudo-izolacija), a tu su i dodatne funkcije - ulaz za isključivanje, jedinica za zaštitu od preniskog napona i filtar kratkog upravljačkog impulsa.
Kao što se može vidjeti iz blok dijagrama (sl. 2.13), pokretač se sastoji od dva neovisna kanala, koji su dizajnirani za upravljanje gornjim i donjim krakovima krugova polumosta. Na ulazu drajvera nalaze se oblikovatelji impulsa izgrađeni na temelju Schmittovih okidača. Ulazi Vcc i Vdd namijenjeni su za spajanje napona napajanja na energetski i upravljački dio strujnog kruga, "masa" sabirnice energetskog i upravljačkog dijela su razdvojene (različiti "zajednički" terminali - Vss i COM).
U velikoj većini slučajeva, te su igle jednostavno spojene zajedno. Također postoji mogućnost odvojenog napajanja upravljačkog i energetskog dijela kako bi se uskladile ulazne razine s razinama upravljačkog kruga. SD ulaz je zaštitni. Izlazni stupnjevi izgrađeni su na komplementarnim tranzistorima s efektom polja. Mikrokrug sadrži dodatne uređaje koji osiguravaju njegov stabilan rad kao dio pretvorbenih krugova: ovo je uređaj za pomicanje razine upravljačkih signala (Vdd/Vcc pomak razine), uređaj za suzbijanje kratkog impulsnog šuma (pulsni filtar), kašnjenje prebacivanja uređaj (kašnjenje) i napajanje detektora podnapona (UV detektor).
Riža. 2. 13. Funkcionalne jedinice mikro krugova IRS2110 i IRS2113
Tipični dijagram povezivanja upravljačkog programa prikazan je na sl. 2.14. Kondenzatori S 1 i S Z - filtriranje. Proizvođač preporučuje da ih postavite što bliže odgovarajućim terminalima. Kondenzator S 2 i dioda VD 1 - stupanj pokretanja, koji daje napajanje upravljačkom krugu "gornjeg" bočnog tranzistora. Kondenzator S 4 - filtar u strujnom krugu. Otpornici R 1 i R 2 - zatvarač.
Ponekad se upravljački signal moduliran po širini ne može generirati na dva upravljačka ulaza zasebno, već se može primijeniti na jedan ulaz u obliku meandra s promjenjivim radnim ciklusom. Ova metoda upravljanja može se naći, na primjer, u pretvaračima koji generiraju sinusoidalni signal zadane frekvencije. U ovom slučaju, dovoljno je postaviti pauzu "mrtvog vremena" između zatvaranja jednog tranzistora polumosta i otvaranja drugog.
Riža. 2.14. Tipični dijagram povezivanja za IRS2110 i IRS2113
Takav upravljački program s ugrađenom jedinicom za zajamčeno formiranje pauze "mrtvog vremena" dostupan je u asortimanu proizvoda International Rectifies - to je mikro krug IRS2111 (slika 2.15).
Riža. 2.15. Funkcionalne komponente IRS2111 čipa
Na blok dijagramu se vidi da vozač ima ugrađene jedinice za formiranje pauze “mrtvog vremena” za gornji i donji krak polumosta. Prema dokumentaciji proizvođača, vrijednost "mrtvog vremena" postavljena je na 650 ns (tipična vrijednost), što je sasvim dovoljno za kontrolu polumostova koji se sastoje od MOSFET-ovi snage tranzistori.
Pogonski programi za upravljanje složenim pretvaračkim krugovima - jednofaznim i trofaznim - sadrže velik broj elemenata, pa ne čudi što se proizvode u obliku integriranih sklopova. Ovi mikrosklopovi osim samih pokretača sadrže i sklopove za pretvorbu razine, pomoćnu logiku, sklopove za kašnjenje za formiranje “mrtvog” vremena, zaštitne sklopove itd. Na temelju područja primjene IC drivera razlikuju se: niski ključni vozači; vrhunski ključni pokretači; donji i gornji pokretači ključa; vozači polumosta; jednofazni mosni pokretači; trofazni mostni pokretači.
Glavni parametri integriranih upravljačkih programa podijeljeni su u dvije skupine: dinamičke i operativne. Dinamički uključuju vrijeme kašnjenja pri otključavanju i zaključavanju ključa, vrijeme porasta i pada izlaznog napona, kao i vrijeme reakcije zaštitnih krugova. Najvažniji radni parametri: maksimalna vrijednost impulsa ulazne/izlazne izlazne struje, ulazne razine, raspon napona napajanja, izlazni otpor.
Pogonskim programima često se također dodjeljuju neke zaštitne funkcije za MOS i JGVT tranzistore. Ove značajke uključuju: zaštitu ključa od kratkog spoja; zaštita vozača od preniskog napona;
zaštita od prolaznih struja; zaštita od kvara vrata.
Pitanja za samokontrolu
Koje su glavne razlike između bipolarnih tranzistora i tranzistora s efektom polja koje treba uzeti u obzir kada se koriste kao elektroničke sklopke?
Koje prednosti bipolarnih i tranzistora s efektom polja kombinira MOPBT?
Navedite glavne statički modovi rad tranzistora. U kojim modovima treba koristiti tranzistori u uređajima energetske elektronike?
Pomoću Larionove sheme objasnite bit širine impulsa
modulacija (PWM).
Možda nakon čitanja ovog članka nećete morati instalirati radijatore iste veličine na tranzistore.
Prijevod ovog članka.
Kratka poruka prevoditelja:
Prvo, u ovom prijevodu mogu biti ozbiljni problemi s prijevodom pojmova, nisam dovoljno studirao elektrotehniku i dizajn sklopova, ali ipak nešto znam; Također sam pokušao sve prevesti što jasnije, tako da nisam koristio koncepte kao što su bootstrap, MOSFET itd. Drugo, ako je sada teško napraviti pravopisnu pogrešku (svaka čast procesorima teksta za označavanje pogrešaka), onda je prilično lako pogriješiti u interpunkciji.
A na ove dvije točke molim vas da me što jače šutnete u komentarima.
Sada razgovarajmo više o temi članka - uz svu raznolikost članaka o izgradnji raznih zemaljskih vozila (automobila) na MK, na Arduinu, na<вставить название>, dizajn samog strujnog kruga, a još manje strujni krug za spajanje motora, nije opisan dovoljno detaljno. Obično izgleda ovako:
- uzeti motor
- uzeti komponente
- spojite komponente i motor
- …
- PROFIT!1!
Ali za izgradnju složenijih sklopova od jednostavnog okretanja PWM motora u jednom smjeru kroz L239x, obično vam je potrebno znanje o punim mostovima (ili H-mostovima), o tranzistorima s efektom polja (ili MOSFET-ovima) i o pogonskim programima za njih. Ako nema ograničenja, tada možete koristiti p-kanalne i n-kanalne tranzistore za puni most, ali ako je motor dovoljno snažan, tada će p-kanalni tranzistori prvo morati biti obješeni s velikim brojem radijatora, tada će se dodati hladnjaci, ali ako ih je šteta potpuno izbaciti, onda možete pokušati s drugim vrstama hlađenja ili jednostavno koristiti samo n-kanalne tranzistore u krugu. Ali postoji mali problem s n-kanalnim tranzistorima - ponekad može biti prilično teško otvoriti ih "na prijateljski način".
Pa sam tražio nešto što bi mi pomoglo da napravim pravi dijagram i našao sam članak na blogu mladića po imenu Syed Tahmid Mahbub. Odlučio sam podijeliti ovaj članak.
U mnogim situacijama moramo koristiti FET-ove kao sklopke visoke razine. Također u mnogim situacijama moramo koristiti tranzistore s efektom polja kao prekidače i za gornju i za donju razinu. Na primjer, u strujnim krugovima mostova. U parcijalnim premosnim sklopovima imamo 1 MOSFET visoke razine i 1 MOSFET niske razine. U sklopovima punog mosta imamo 2 MOSFET-a visoke razine i 2 MOSFET-a niske razine. U takvim situacijama morat ćemo zajedno koristiti upravljačke programe visoke i niske razine. Najčešći način upravljanja tranzistorima s efektom polja u takvim slučajevima je korištenje pokretačkog sklopa niske i visoke razine za MOSFET-ove. Bez sumnje, najpopularniji upravljački čip je IR2110. A u ovom članku/udžbeniku govorit ću upravo o tome.
Dokumentaciju za IR2110 možete preuzeti s IR web stranice. Ovdje je poveznica za preuzimanje: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf
Pogledajmo prvo blok dijagram, kao i opis i položaj pinova:
Slika 1 - Funkcionalni blok dijagram IR2110
Slika 2 - pinout IR2110
Slika 3 - Opis pinova IR2110
Također je vrijedno spomenuti da IR2110 dolazi u dva paketa - 14-pinski PDIP pinout i 16-pinski SOIC površinski nosač.
Razgovarajmo sada o raznim kontaktima.
VCC je izvor napajanja niske razine, trebao bi biti između 10 V i 20 V. VDD je logički izvor za IR2110, trebao bi biti između +3V i +20V (u odnosu na VSS). Stvarni napon koji odaberete ovisi o razini napona ulaznih signala. Evo grafikona:
Slika 4 - Ovisnost logike 1 o snazi
Obično se koristi VDD od +5V. Kada je VDD = +5V, ulazni prag logičke 1 je malo viši od 3V. Prema tome, kada je VDD = +5 V, IR2110 se može koristiti za kontrolu opterećenja kada je ulaz "1" viši od 3 (nekih) volta. To znači da se IR2110 može koristiti za gotovo sve krugove, budući da se većina krugova obično napaja na oko 5V. Kada koristite mikrokontrolere, izlazni napon će biti veći od 4V (uostalom, mikrokontroler često ima VDD = +5V). Kada koristite SG3525 ili TL494 ili neki drugi PWM kontroler, vjerojatno ćete ih morati napajati naponom većim od 10 V, što znači da će izlazi biti veći od 8 V na logičkoj jedinici. Stoga se IR2110 može koristiti gotovo svugdje.
Također možete smanjiti VDD na oko +4V ako koristite mikrokontroler ili bilo koji čip koji proizvodi 3.3V (npr. dsPIC33). Prilikom projektiranja sklopova s IR2110, primijetio sam da ponekad sklop ne radi ispravno kada je VDD IR2110 postavljen na manje od +4V. Stoga ne preporučam korištenje VDD ispod +4V. U većini mojih sklopova razine signala nemaju napon manji od 4V kao "1" i stoga koristim VDD = +5V.
Ako iz nekog razloga u krugu razina signala logičke "1" ima napon manji od 3 V, tada morate koristiti pretvarač razine / prevoditelj razine, on će podići napon do prihvatljivih granica. U takvim situacijama preporučujem povećanje na 4V ili 5V i korištenje IR2110 VDD = +5V.
Sada razgovarajmo o VSS i COM. VSS je zemlja za logiku. COM je "niska razina povratka" - u osnovi vozačeva niska razina tla. Može izgledati kao da su neovisni i netko bi mogao pomisliti da bi možda bilo moguće izolirati izlaze drajvera i logiku signala drajvera. Međutim, to bi bilo pogrešno. Iako nisu interno povezani, IR2110 je neizolirani pokretački program, što znači da VSS i COM moraju biti spojeni na masu.
HIN i LIN su logički ulazi. Visok signal na HIN znači da želimo kontrolirati visoku tipku, to jest, izlaz visoke razine se izvodi na HO. Nizak signal na HIN znači da želimo isključiti MOSFET visoke razine, to jest, HO je izlaz niske razine. Izlaz prema HO, visok ili nizak, ne uzima se u obzir u odnosu na masu, već u odnosu na VS. Uskoro ćemo vidjeti kako krugovi pojačala (dioda + kondenzator) koji koriste VCC, VB i VS daju promjenjivu snagu za pogon MOSFET-a. VS je plutajući povrat snage. Na visokoj razini, razina na HO jednaka je razini na VB, u odnosu na VS. Na niskoj razini, razina na HO je jednaka VS, u odnosu na VS, efektivno nula.
Visok LIN signal znači da želimo kontrolirati nisku sklopku, to jest, LO daje visoku razinu. Nizak LIN signal znači da želimo isključiti MOSFET niske razine, to jest, LO je izlaz niske razine. Izlaz u LO se smatra relativnim u odnosu na masu. Kada je signal visok, razina na LO je ista kao na VCC, u odnosu na VSS, efektivno uzemljen. Kada je signal nizak, razina u LO je ista kao u VSS, u odnosu na VSS, efektivno nula.
SD se koristi kao kontrola zaustavljanja. Kada je razina niska, IR2110 je uključen - funkcija zaustavljanja je onemogućena. Kada je ovaj pin visok, izlazi se isključuju, onemogućujući kontrolu nad IR2110.
Sada pogledajmo uobičajenu konfiguraciju s IR2110 za pogon MOSFET-a kao prekidača visokog i niskog stupnja - polumosni sklopovi.
Slika 5 - Osnovni sklop na IR2110 za kontrolu polumosta
D1, C1 i C2 zajedno s IR2110 čine krug pojačala. Kada je LIN = 1 i Q2 uključen, C1 i C2 se pune do razine VB, budući da se jedna dioda nalazi ispod +VCC. Kada je LIN = 0 i HIN = 1, naboj na C1 i C2 koristi se za dodavanje dodatnog napona, VB u ovom slučaju, iznad razine izvora Q1 za pogon Q1 u visokoj konfiguraciji prekidača. Na C1 mora biti odabran dovoljno veliki kapacitet tako da bude dovoljan da osigura potreban naboj Q1 tako da Q1 bude uključen cijelo vrijeme. C1 također ne bi trebao imati preveliki kapacitet, budući da će proces punjenja trajati dugo i razina napona se neće dovoljno povećati da MOSFET ostane uključen. Što je duže vrijeme potrebno u uključenom stanju, to je potreban veći kapacitet. Dakle, niža frekvencija zahtijeva veći kapacitet C1. Veći faktor punjenja zahtijeva veći kapacitet C1. Naravno, postoje formule za izračunavanje kapacitivnosti, ali za to morate znati mnoge parametre, a možda ne znamo neke od njih, na primjer, struju curenja kondenzatora. Dakle, samo sam procijenio približan kapacitet. Za niske frekvencije kao što je 50Hz, koristim kapacitet od 47uF do 68uF. Za visoke frekvencije kao što je 30-50kHz, koristim kapacitete u rasponu od 4,7uF do 22uF. Budući da koristimo elektrolitski kondenzator, paralelno s ovim kondenzatorom mora se koristiti keramički kondenzator. Keramički kondenzator nije potreban ako je kondenzator za pojačanje tantal.
D2 i D3 brzo prazne vrata MOSFET-a, zaobilazeći otpornike vrata i smanjujući vrijeme isključivanja. R1 i R2 su otpornici za ograničavanje struje.
MOSV može biti maksimalno 500V.
VCC bi trebao dolaziti iz izvora bez smetnji. Za filtriranje morate instalirati kondenzatore za filtriranje i odvajanje od +VCC do mase.
Pogledajmo sada neke primjere sklopova s IR2110.
Slika 6 - Strujni krug s IR2110 za visokonaponski polumost
Slika 7 - Krug s IR2110 za visokonaponski puni most s neovisnom kontrolom ključa (može se kliknuti)
Na slici 7 vidimo IR2110 koji se koristi za kontrolu punog mosta. U tome nema ništa komplicirano i mislim da ovo već razumijete. Ovdje također možete primijeniti prilično popularno pojednostavljenje: povezujemo HIN1 s LIN2, a povezujemo HIN2 s LIN1, čime dobivamo kontrolu nad sva 4 ključa koristeći samo 2 ulazna signala, umjesto 4, što je prikazano na slici 8.
Slika 8 - Shema s IR2110 za visokonaponski puni most s ključnom kontrolom s dva ulaza (klikanje)
Slika 9 - Krug s IR2110 kao visokonaponskim pokretačem najviše razine
Na slici 9 vidimo IR2110 koji se koristi kao upravljački program visoke razine. Krug je prilično jednostavan i ima istu funkcionalnost kao što je gore opisano. Jedna stvar koju treba uzeti u obzir je da, budući da više nemamo prekidač niske razine, mora postojati opterećenje povezano od OUT-a na masu. Inače se kondenzator pojačala neće moći napuniti.
Slika 10 - Krug s IR2110 kao pokretačem niske razine
Slika 11 - Krug s IR2110 kao dvostrukim pokretačem niske razine
Ako imate problema sa svojim IR2110 i sve neprestano kvari, gori ili eksplodira, prilično sam siguran da je to zato što ne koristite otpornike izvora izvora, pod pretpostavkom da ste ga pažljivo dizajnirali, naravno. NIKADA NE ZABORAVITE NA OTPORNIKE GATE-SOURCE. Ako ste zainteresirani, ovdje možete pročitati moje iskustvo s njima (također objašnjavam zašto otpornici sprječavaju oštećenja).
