"Shofer ZVS" (Zero Voltage Switching) është një gjenerator shumë i thjeshtë dhe për këtë arsye mjaft i zakonshëm i tensionit të ulët. Është montuar sipas një skeme të thjeshtë, ndërsa efikasiteti këtë vendim mund të arrijë 90% e lart. Për të montuar pajisjen, mjafton një induktor, një palë tranzistorë me efekt në terren, katër rezistorë, dy dioda, dy dioda zener dhe një qark oscilues funksional me një pikë mes në spirale. Ju mund të bëni pa pikën e mesme, dhe ne do të flasim për këtë më vonë.

Ju mund të gjeni shumë implementime të këtij qarku në rrjet, duke përfshirë ngrohje me induksion, soba me induksion, transformatorë të tensionit të lartë dhe vetëm Konvertuesit me frekuencë të lartë tensionit. Qarku i ngjan një gjeneratori Royer, por nuk është një. Le të shohim se si funksionon kjo skemë.

Kur fuqia aplikohet në qark, rryma fillon të rrjedhë në kanalet e të dy transistorëve me efekt në terren, në të njëjtën kohë kapacitetet e portës ngarkohen përmes rezistorëve. Meqenëse transistorët e efektit të fushës nuk janë plotësisht identikë, njëri prej tyre (për shembull Q1) hapet më shpejt dhe fillon të përçojë rrymë, ndërsa porta e tranzistorit tjetër Q2 shkarkohet përmes diodës D2, e cila kështu mbahet e mbyllur mirë.

Meqenëse skema përfshin qark oscilues, tensioni në kullimin e tranzistorit të mbyllur me efekt fushë Q2 fillimisht rritet, por më pas zvogëlohet, duke kaluar përmes zeros, në të cilin moment porta e transistorit me efekt të fushës së hapur Q1 shkarkohet shpejt, dhe hapni së pari tranzistori Q1 tani është i fikur dhe duke qenë se tani është i kyçur, kullimi i tij nuk është më zero, dhe porta e tranzistorit të dytë Q2 ringarkohet shpejt përmes rezistencës, dhe transistori i dytë Q2 tani është i hapur, ndërsa shkarkon portën e tranzistor Q1 përmes diodës D1.

Pas një gjysmë periudhe, gjithçka përsëritet saktësisht e kundërta - transistori i dytë do të mbyllet, dhe i pari do të hapet, etj. Në këtë mënyrë, në qark do të shfaqen vetëlëkundje sinusoidale. Choke L1 kufizon rrymën e furnizimit dhe zbut valët e vogla të ndërrimit.

Është e lehtë të shihet se të dy transistorët me efekt në terren fiken kur tension zero në kullimet e tyre, kur rryma në spiralen e lakut është maksimale, që do të thotë se humbjet e ndërrimit minimizohen, dhe madje edhe me një fuqi pajisjeje prej 1 kW (për shembull, për), çelësat kanë nevojë vetëm për radiatorë të vegjël. Kjo shpjegon popullaritetin e madh të kësaj skeme.

Frekuenca e vetëlëkundjeve mund të llogaritet lehtësisht duke përdorur formulën f = 1/(2π*√[L*C]), meqenëse induktiviteti i mbështjelljes primare (nëse përdoret një lidhje transformatori) dhe kapaciteti i formës së kondensatorit një qark që ka frekuencën e vet rezonante. Është e rëndësishme të mbani mend se amplituda e lëkundjeve do të jetë afërsisht 3.14 (Pi) herë më e madhe se tensioni i furnizimit.

Këtu komponente tipike të cilat përdoren për montim: rezistorë pesë vat 470 Ohm për të kufizuar rrymën që ngarkon portat; dy rezistorë 10 kOhm për tërheqjen e portave në minus; Diodat Zener për 12, 15 ose 18 volt, për të mbrojtur portat nga tejkalimi i tensionit të lejuar; dhe diodat UF4007 për shkarkimin e portave përmes krahëve të kundërt të qarkut.

Transistorët me efekt në terren IRFP250 dhe IRFP260 janë të përshtatshëm për këtë drejtues ZVS. Natyrisht, nëse është e nevojshme ftohje shtesë, atëherë çdo transistor duhet të instalohet në një radiator të veçantë, pasi transistorët nuk funksionojnë njëkohësisht. Nëse ka vetëm një radiator, atëherë përdorimi i nënshtresave izoluese është i detyrueshëm. Furnizimi me qark nuk duhet të kalojë 36 volt për shkak të kufizimeve normale të portës.

Nëse qarku nuk ka pikë mes, atëherë thjesht instaloni dy mbytëse në vend të një në secilin krah dhe mënyra e funksionimit mbetet e njëjtë, saktësisht si me një mbytje.

Ndërkohë, produktet e bazuara në këtë qark vetëlëkundës ZVS janë shfaqur tashmë në Aliexpress, si me një mbytje ashtu edhe me dy. Varianti me dy mbytje është veçanërisht i përshtatshëm si një furnizim me energji rezonante për induktorët e ngrohjes pa një pikë të mesme.

Transistorët e fuqishëm me efekt në terren MOSFET janë të mirë për të gjithë, përveç një nuance të vogël - shpesh është e pamundur t'i lidhni ato drejtpërdrejt me kunjat e mikrokontrolluesit.

Kjo, së pari, për faktin se rrymat e lejuara për kunjat e mikrokontrolluesit rrallë tejkalojnë 20 mA, dhe për shumë ndërrimi i shpejtë MOSFET-ët (me fronte të mira), kur duhet të ngarkoni ose shkarkoni shumë shpejt portën (e cila ka gjithmonë një kapacitet), kërkojnë rryma që janë një renditje me madhësi më të madhe.

Dhe, së dyti, furnizimi me energji i kontrolluesit është zakonisht 3 ose 5 volt, i cili, në parim, lejon kontrollin e drejtpërdrejtë vetëm nga një klasë e vogël punëtorësh në terren (të cilët quhen niveli logjik - me niveli logjik menaxhimi). Dhe duke marrë parasysh që zakonisht furnizimi me energji i kontrolluesit dhe furnizimi me energji në pjesën tjetër të qarkut kanë një tel të përbashkët negativ, kjo klasë reduktohet ekskluzivisht në pajisjet e fushës "të nivelit logjik" të kanalit N.

Një nga zgjidhjet në këtë situatë është përdorimi i mikroqarqeve speciale - drejtuesit, të cilët janë krijuar saktësisht për të tërhequr rryma të mëdha nëpër portat e fushës. Sidoqoftë, ky opsion nuk është pa të meta. Së pari, shoferët nuk janë gjithmonë të disponueshëm në dyqane, dhe së dyti, ata janë mjaft të shtrenjtë.

Në lidhje me këtë, lindi ideja për të bërë një drejtues të thjeshtë, me kosto të ulët dhe të lirshme që mund të përdoret për të kontrolluar pajisjet e fushës me kanal N dhe P në çdo qarqe me tension të ulët, le të themi deri në 20 volt. Epo, për fat , Unë, si një djallues i vërtetë i radios, plot me të gjitha llojet e mbeturinave elektronike, kështu që pas një sërë eksperimentesh lindi kjo skemë:

1. R 1 = 2,2 kOhm, R 2 = 100 Ohm, R 3 = 1,5 kOhm, R 4 = 47 Ohm
2. D 1 - diodë 1N4148 (fuçi qelqi)
3. T 1, T 2, T 3 - transistorë KST2222A (SOT-23, duke shënuar 1P)
4. T 4 - tranzistori BC807 (SOT-23, duke shënuar 5C)

Kapaciteti midis Vcc dhe Out simbolizon lidhjen e një ndërprerësi të fushës me kanal P, kapaciteti midis Out dhe Gnd simbolizon lidhjen e një ndërprerës të fushës me kanal N (kapacitacioni i portës së këtyre ndërprerësve të fushës).

Vija me pika e ndan qarkun në dy faza (I dhe II). Në këtë rast, faza e parë funksionon si një përforcues i fuqisë, dhe faza e dytë si një përforcues aktual. Funksionimi i qarkut përshkruhet në detaje më poshtë.

Kështu që. Nëse shfaqet hyrja nivel të lartë sinjal, pastaj hapet transistori T1, transistori T2 mbyllet (pasi potenciali në bazën e tij bie nën potencialin në emetues). Si rezultat, transistori T3 mbyllet, dhe transistori T4 hapet dhe përmes tij rimbushet kapaciteti i portës së ndërprerësit të fushës së lidhur. (Rryma bazë e tranzistorit T4 rrjedh përgjatë shtegut E T4 -> B T4 -> D1-> T1-> R2-> Gnd).

Nëse një nivel i ulët sinjali shfaqet në hyrjen In, atëherë gjithçka ndodh anasjelltas - mbyllet transistori T1, si rezultat i të cilit rritet potenciali bazë i tranzitorit T2 dhe ai hapet. Kjo nga ana tjetër bën që transistori T3 të ndizet dhe transistori T4 të fiket. Kapaciteti i portës së ndërprerësit të fushës së lidhur rimbushet përmes transistorit të hapur T3. (Rryma bazë e tranzistorit T3 rrjedh përgjatë rrugës Vcc->T2->R4->B T3 ->E T3).

Ky është në thelb i gjithë përshkrimi, por disa pika ndoshta kërkojnë shpjegime shtesë.

Së pari, çfarë janë transistori T2 dhe dioda D1 në fazën e parë? Gjithçka është shumë e thjeshtë këtu. Nuk është më kot që kam shkruar më lart shtigjet për rrjedhën e rrymave bazë të transistorëve të daljes për shtete të ndryshme skema. Shikoni ato përsëri dhe imagjinoni se çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte transistor T2 me parzmore. Në këtë rast, tranzistori T4 do të zhbllokohej nga një rrymë e madhe (që do të thotë rryma bazë e tranzitorit) që rrjedh nga dalja e daljes përmes T1 dhe R2 të hapura, dhe transistori T3 do të zhbllokohej nga një rrymë e vogël që rrjedh përmes rezistencës R3. Kjo do të rezultonte në një skaj shumë të gjatë kryesor të pulseve të daljes.

Epo, së dyti, shumë me siguri do të jenë të interesuar pse nevojiten rezistorët R2 dhe R4. I futa në prizë në mënyrë që të paktën të kufizoja pak rrymën e pikut nëpër bazat e transistorëve të daljes, si dhe për të barazuar përfundimisht skajet kryesore dhe pasuese të pulseve.

Pajisja e mbledhur duket si kjo:

Paraqitja e drejtuesit është bërë për komponentët SMD, dhe në mënyrë të tillë që të mund të lidhet lehtësisht me tabelën kryesore të pajisjes (në një pozicion vertikal). Kjo do të thotë, në bordin kryesor mund të kemi një gjysmë urë ose diçka tjetër të instaluar, dhe gjithçka që mbetet është ta futim atë vertikalisht në këtë tabelë. në vendet e duhura tabelat e shoferit.

Lidhja elektrike ka disa veçori. Për të zvogëluar rrënjësisht madhësinë e tabelës, na u desh të drejtonim "pak të gabuar" transistorin T4. Përpara se ta bashkoni në tabelë, duhet ta ktheni me fytyrë poshtë (të shënuar) dhe të përkulni këmbët brenda ana e kundërt(në dërrasë).

Siç mund ta shihni, kohëzgjatja e pjesëve të përparme është praktikisht e pavarur nga niveli i tensionit të furnizimit dhe është pak më shumë se 100 ns. Sipas mendimit tim, mjaft mirë për një dizajn të tillë buxhetor.

Drejtues FET

Drejtues transistor MOSFET dhe IGBT - pajisje për kontroll të fuqishëm pajisje gjysmëpërçuese në fazat e daljes së konvertuesve energji elektrike. Ato përdoren si një lidhje e ndërmjetme ndërmjet qarku i kontrollit(kontrollues ose procesor sinjali dixhital) dhe aktivizues të fuqishëm.

Fazat e zhvillimit të elektronikës së energjisë (energjisë) përcaktohen nga përparimet në teknologjitë e çelsave të energjisë dhe qarqeve të kontrollit të tyre. Drejtimi dominues në elektronikën e energjisë është rritja e frekuencave të funksionimit të konvertuesve që janë pjesë e furnizimit me energji komutuese. Konvertimi i energjisë elektrike në më shumë frekuencave të larta ju lejon të përmirësoni karakteristikat specifike të peshës dhe madhësisë së transformatorëve të pulsit, kondensatorëve dhe mbytjeve të filtrit. Dinamik dhe parametrat statikë Pajisjet e energjisë janë duke u përmirësuar vazhdimisht, por çelësat e fuqishëm duhet gjithashtu të kontrollohen në mënyrë efektive. Drejtues të fuqishëm me shpejtësi të lartë të transistorëve MOSFET dhe IGBT janë krijuar për ndërveprim të balancuar midis qarkut të kontrollit dhe fazave të daljes. Drejtuesit kanë rryma dalëse të larta (deri në 9 A), kohë të shkurtra ngritjeje, kohë rënie, vonesa dhe të tjera interesante tipare dalluese. Klasifikimi i shoferëve është paraqitur në Figurën 2.15.

Figura 2.15 - Klasifikimi i drejtuesve

Shoferi duhet të ketë të paktën, një prodhimi i jashtëm(në qarqet shtytje-tërheqëse janë dy), gjë që është e detyrueshme. Mund të shërbejë si përforcues para-pulsi ose drejtpërdrejt element kyç si pjese e burim pulsi të ushqyerit.

Si një pajisje e kontrolluar në qarqet e fuqisë për qëllime të ndryshme Mund të përdoren transistorë bipolarë, tranzistorë MOS dhe pajisje të tipit shkas (tiristorë, triakë). Kërkesat për drejtuesin që kryen kontroll optimal në secilin prej këtyre rasteve janë të ndryshme. Drejtuesi i tranzistorit bipolar duhet të kontrollojë rrymën bazë gjatë ndezjes dhe të sigurojë resorbimin e bartësve të pakicës në bazë gjatë fazës së fikjes. Vlerat maksimale Rrymat e kontrollit ndryshojnë pak nga ato të mesatarizuara gjatë intervalit përkatës. Transistori MOS kontrollohet me tension, por në fillim të intervaleve të ndezjes dhe fikjes, drejtuesi duhet të kalojë shumë rrymat e impulsit kapacitetet e pajisjes për karikimin dhe shkarkimin. Pajisjet e tipit shkas kërkojnë formimin e një impulsi të shkurtër aktual vetëm në fillim të intervalit të ndërrimit, pasi fikja (kyçja) për pajisjet më të zakonshme ndodh përgjatë elektrodave kryesore dhe jo të kontrollit. Të gjitha këto kërkesa duhet të plotësohen në një shkallë ose në një tjetër nga drejtuesit përkatës.

Figura 2.16...2.18 tregojnë qarqet tipike për lidhjen e transistorëve bipolarë dhe MOSFET me efekt në terren duke përdorur një transistor në drejtues. Këto janë të ashtuquajturat qarqe me fikje pasive të tranzistorit të fuqisë. Siç shihet nga figura, struktura e qarqeve drejtuese është plotësisht identike, gjë që bën të mundur përdorimin e qarqeve të njëjta për të kontrolluar transistorët e të dy llojeve. Në këtë rast, resorbimi i transportuesve të akumuluar në strukturën e tranzitorit ndodh përmes një elementi pasiv - një rezistencë të jashtme. Rezistenca e saj, e cila shmang kalimin e kontrollit jo vetëm kur fiket, por edhe gjatë intervalit të ndezjes, nuk mund të zgjidhet shumë e vogël, gjë që kufizon shkallën e resorbimit të ngarkesës.

Për të rritur shpejtësinë e tranzistorit dhe për të krijuar çelsat me frekuencë të lartë, është e nevojshme të zvogëlohet rezistenca e qarkut të rivendosjes së ngarkesës. Kjo bëhet duke përdorur një transistor të rivendosur, i cili ndizet vetëm gjatë intervalit të pauzës. Qarqet përkatëse të kontrollit për transistorët bipolarë dhe MOS janë paraqitur në figurën 2.17.

Ndoshta pas leximit të këtij artikulli nuk do t'ju duhet të instaloni radiatorë me të njëjtën madhësi në transistorë.
Përkthimi i këtij artikulli.

Një mesazh i shkurtër nga përkthyesi:

Së pari, në këtë përkthim mund të ketë probleme serioze me përkthimin e termave, nuk kam studiuar mjaftueshëm inxhinierinë elektrike dhe dizajnin e qarkut, por ende di diçka; Gjithashtu u përpoqa të përkthej gjithçka sa më qartë, kështu që nuk përdora koncepte të tilla si bootstrap, MOSFET, etj. Së dyti, nëse drejtshkrimi tani është i vështirë për të bërë një gabim (lavdërim përpunuesit e tekstit duke treguar gabime), atëherë është mjaft e lehtë të bësh një gabim në shenjat e pikësimit.
Dhe për këto dy pika, ju kërkoj të më gjuani sa më fort në komente.

Tani le të flasim më shumë për temën e artikullit - me gjithë larminë e artikujve për ndërtimin e të ndryshmeve Automjeti pamje nga toka (makina) në MK, në Arduino, në<вставить название>, dizajni i vetë qarkut, aq më pak qarku i lidhjes së motorit, nuk përshkruhet në detaje të mjaftueshme. Zakonisht duket kështu:
- merr motorin
- merrni komponentët
- lidhni komponentët dhe motorin
- …
- FITIMI!1!

Por për të ndërtuar më shumë qarqe komplekse Në vend që thjesht të ktheni një motor PWM në një drejtim përmes L239x, zakonisht kërkohet njohuri për urat e plota (ose urat H), transistorët me efekt në terren (ose MOSFET) dhe, mirë, drejtuesit për to. Nëse asgjë nuk e kufizon atë, atëherë mund të përdorni transistorë me kanal p dhe n për urën e plotë, por nëse motori është mjaftueshëm i fuqishëm, atëherë së pari duhet të peshohen transistorët e kanalit p. sasi e madhe radiatorë, pastaj shtoni ftohës, por nëse është turp t'i hidhni ato, atëherë mund të provoni lloje të tjera ftohjeje, ose thjesht përdorni vetëm transistorë me kanal n në qark. Por ka një problem të vogël me transistorët me kanal n - ndonjëherë mund të jetë mjaft e vështirë t'i hapësh ato "në një mënyrë miqësore".

Kështu që po kërkoja diçka që të më ndihmonte për të bërë një diagram të duhur dhe gjeta një artikull në blogun e një të riu të quajtur Syed Tahmid Mahbub. Vendosa ta ndaj këtë artikull.

Në shumë situata, ne duhet të përdorim FET si ndërprerës të nivelit të lartë. Gjithashtu në shumë situata duhet të përdorim transistorë me efekt në terren si ndërprerës si për nivelet e sipërme ashtu edhe për ato të poshtme. Për shembull, në qarqet e urës. Në qarqet e urave të pjesshme kemi 1 MOSFET të nivelit të lartë dhe 1 MOSFET të nivelit të ulët. Në qarqet e urës së plotë kemi 2 MOSFET të nivelit të lartë dhe 2 MOSFET të nivelit të ulët. Në situata të tilla, do të na duhet të përdorim drejtuesit e nivelit të lartë dhe të ulët së bashku. Metoda më e zakonshme e kontrollit transistorë me efekt në terren në raste të tilla është përdorimi i drejtuesit të çelësit të poshtëm dhe nivelet e sipërme për MOSFET. Pa dyshim, çipi më i popullarizuar i shoferit është IR2110. Dhe në këtë artikull/libër shkollor do të flas pikërisht për këtë.

Ju mund të shkarkoni dokumentacionin për IR2110 nga faqja e internetit IR. Këtu është lidhja e shkarkimit: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf

Le të hedhim një vështrim në diagramin e bllokut, si dhe përshkrimin dhe vendndodhjen e kunjave:

Figura 1 - Blloku funksional i IR2110

Figura 2 - pika IR2110

Figura 3 - Përshkrimi i kunjave IR2110

Vlen gjithashtu të përmendet se IR2110 vjen në dy paketa - një pinout PDIP 14-pin dhe një montim sipërfaqësor SOIC me 16 pin.

Tani le të flasim për kontakte të ndryshme.

VCC është furnizimi me energji i nivelit të ulët, duhet të jetë midis 10V dhe 20V. VDD është furnizimi logjik për IR2110, duhet të jetë midis +3V dhe +20V (në lidhje me VSS). Tensioni aktual që zgjidhni të përdorni varet nga niveli i tensionit të sinjaleve hyrëse. Këtu është grafiku:

Figura 4 - Varësia e logjikës 1 nga fuqia

Zakonisht përdoret një VDD prej +5V. Kur VDD = +5V, pragu i hyrjes së logjikës 1 është pak më i lartë se 3V. Kështu, kur VDD = +5V, IR2110 mund të përdoret për të kontrolluar ngarkesën kur hyrja "1" është më e lartë se 3 (disa) volt. Kjo do të thotë se IR2110 mund të përdoret për pothuajse të gjitha qarqet, pasi shumica e qarqeve priren të furnizohen me energji rreth 5V. Kur përdorni mikrokontrollues, tensioni i daljes do të jetë më e lartë se 4V (në fund të fundit, mikrokontrolluesi mjaft shpesh ka VDD = +5V). Kur përdorni një SG3525 ose TL494 ose një kontrollues tjetër PWM, ndoshta do t'ju duhet t'i fuqizoni ato me një tension më të madh se 10 V, që do të thotë se daljet do të jenë më të mëdha se 8 V në atë logjik. Kështu, IR2110 mund të përdoret pothuajse kudo.

Ju gjithashtu mund ta reduktoni VDD në rreth +4V nëse përdorni një mikrokontrollues ose ndonjë çip që nxjerr 3,3V (p.sh. dsPIC33). Gjatë projektimit të qarqeve me IR2110, vura re se ndonjëherë qarku nuk funksiononte siç duhet kur VDD e IR2110 ishte vendosur në më pak se +4V. Prandaj, nuk rekomandoj përdorimin e VDD nën +4V. Në shumicën e qarqeve të mia, nivelet e sinjalit nuk kanë një tension më të vogël se 4V si "1" dhe kështu përdor VDD = +5V.

Nëse për ndonjë arsye në qark niveli i sinjalit logjik "1" ka një tension më të vogël se 3V, atëherë duhet të përdorni një konvertues niveli / përkthyes niveli, ai do të rrisë tensionin në kufijtë e pranueshëm. Në situata të tilla, unë rekomandoj rritjen në 4V ose 5V dhe përdorimin e IR2110 VDD = +5V.

Tani le të flasim për VSS dhe COM. VSS është vendi për logjikën. COM është "kthim i nivelit të ulët" - në thelb terreni i nivelit të ulët të shoferit. Mund të duket sikur janë të pavarur dhe dikush mund të mendojë se ndoshta do të ishte e mundur të izolohen daljet e drejtuesit dhe logjika e sinjalit të drejtuesit. Megjithatë, kjo do të ishte e gabuar. Edhe pse nuk janë të lidhur nga brenda, IR2110 është një drejtues jo i izoluar, që do të thotë se VSS dhe COM duhet të lidhen të dyja me tokën.

HIN dhe LIN janë hyrje logjike. Një sinjal i lartë në HIN do të thotë që ne duam të kontrollojmë çelësin e lartë, domethënë, prodhimi i nivelit të lartë kryhet në HO. Sinjali i ulët në HIN do të thotë që ne duam të fikim MOSFET-in e nivelit të lartë, domethënë HO është dalja e nivelit të ulët. Prodhimi në HO, i lartë ose i ulët, nuk konsiderohet në lidhje me tokën, por në lidhje me VS. Së shpejti do të shohim se si qarqet e amplifikatorit (diodë + kondensator) duke përdorur VCC, VB dhe VS ofrojnë fuqi lundruese për të drejtuar MOSFET. VS është kthimi i fuqisë lundruese. Në nivel të lartë, niveli në HO është i barabartë me nivelin në VB, në raport me VS. Në nivel të ulët, niveli në HO është i barabartë me VS, në raport me VS, efektivisht zero.

Një sinjal i lartë LIN do të thotë që ne duam të kontrollojmë çelësin e ulët, domethënë, LO nxjerr një nivel të lartë. Një sinjal i ulët LIN do të thotë që ne duam të fikim MOSFET-in e nivelit të ulët, domethënë LO është dalja e nivelit të ulët. Prodhimi në LO konsiderohet relativ me tokën. Kur sinjali është i lartë, niveli në LO është i njëjtë me atë në VCC, në krahasim me VSS, në mënyrë efektive të tokëzuar. Kur sinjali është i ulët, niveli në LO është i njëjtë si në VSS, në raport me VSS, efektivisht zero.

SD përdoret si kontroll i ndalimit. Kur niveli është i ulët, IR2110 është i ndezur - funksioni i ndalimit është i çaktivizuar. Kur ky pin është i lartë, daljet fiken, duke çaktivizuar kontrollin e IR2110.
Tani le të hedhim një vështrim në një konfigurim të zakonshëm me IR2110 për të drejtuar MOSFET si çelësa të lartë dhe të ulët - qarqe gjysmë urë.

Figura 5 - Qarku bazë në IR2110 për kontrollin me gjysmë urë

D1, C1 dhe C2 së bashku me IR2110 formojnë qarkun e amplifikatorit. Kur LIN = 1 dhe Q2 është i ndezur, C1 dhe C2 ngarkohen në nivelin VB, pasi një diodë ndodhet nën +VCC. Kur LIN = 0 dhe HIN = 1, ngarkesa në C1 dhe C2 përdoret për të shtuar tension shtesë, VB në në këtë rast, mbi nivelin e burimit Q1 për të kontrolluar Q1 në një konfigurim të ndërprerësit të sipërm. Një kapacitet mjaft i madh duhet të zgjidhet në C1 në mënyrë që të jetë i mjaftueshëm për t'u siguruar tarifa e kërkuar për Q1, në mënyrë që Q1 të jetë i ndezur gjatë gjithë kësaj kohe. C1 gjithashtu nuk duhet të ketë shumë kapacitet, pasi procesi i karikimit do të zgjasë shumë dhe niveli i tensionit nuk do të rritet mjaftueshëm për të mbajtur MOSFET të ndezur. Sa më e gjatë të jetë koha e kërkuar në gjendjen e ndezur, aq më i madh është kapaciteti i kërkuar. Kështu, një frekuencë më e ulët kërkon një kapacitet më të madh C1. Një faktor mbushjeje më i lartë kërkon një kapacitet më të madh C1. Sigurisht, ka formula për llogaritjen e kapacitetit, por për këtë ju duhet të dini shumë parametra, dhe ne mund të mos dimë disa prej tyre, për shembull, rrymën e rrjedhjes së një kondensatori. Kështu që sapo vlerësova kapacitetin e përafërt. Për frekuenca të ulëta si 50Hz, unë përdor një kapacitet prej 47uF deri në 68uF. Për frekuenca të larta si 30-50 kHz, unë përdor kapacitete që variojnë nga 4.7uF në 22uF. Që kur përdorim kondensator elektrolitik, atëherë paralelisht me këtë kondensator duhet të përdoret një kondensator qeramik. Kondensator qeramik nuk është e nevojshme nëse kondensatori i amplifikimit është tantal.

D2 dhe D3 shkarkojnë shpejt portën e MOSFET-ve, duke anashkaluar rezistorët e portës dhe duke zvogëluar kohën e fikjes. R1 dhe R2 janë rezistorë të portës kufizuese të rrymës.

MOSV mund të jetë maksimumi 500 V.

KQV-ja duhet të vijë nga burimi pa ndërhyrje. Duhet të instaloni kondensatorë filtrues dhe shkëputës nga +VCC në tokë për filtrim.

Le të shohim tani disa qarqe shembull me IR2110.

Figura 6 - Qarku me IR2110 për gjysmë urën e tensionit të lartë

Figura 7 - Qarku me IR2110 për urën e plotë të tensionit të lartë me menaxhohet në mënyrë të pavarurçelësat (të klikuar)

Në figurën 7 shohim IR2110 të përdorur për të kontrolluar një urë të plotë. Nuk ka asgjë të komplikuar në lidhje me të dhe unë mendoj se ju tashmë e kuptoni këtë. Ju gjithashtu mund të aplikoni një thjeshtim mjaft popullor këtu: ne lidhim HIN1 me LIN2, dhe ne lidhim HIN2 me LIN1, në këtë mënyrë marrim kontrollin e të 4 çelësave duke përdorur vetëm 2 sinjale hyrëse, në vend të 4, kjo tregohet në Figurën 8.

Figura 8 - Skema me IR2110 për një urë të plotë të tensionit të lartë me kontroll çelësi me dy hyrje (të klikueshme)

Figura 9 - Qarku me IR2110 si drejtues i nivelit të lartë të tensionit të lartë

Në figurën 9 shohim IR2110 të përdorur si drejtues të nivelit të lartë. Qarku është mjaft i thjeshtë dhe ka të njëjtin funksionalitet siç përshkruhet më sipër. Një gjë që duhet marrë parasysh është se meqenëse nuk kemi më një ndërprerës të nivelit të ulët, duhet të ketë një ngarkesë të lidhur nga OUT në tokë. Përndryshe, kondensatori i amplifikatorit nuk do të jetë në gjendje të ngarkohet.

Figura 10 - Qarku me IR2110 si drejtues i nivelit të ulët

Figura 11 - Qarku me IR2110 si drejtues i dyfishtë i nivelit të ulët

Nëse keni probleme me IR2110 dhe çdo gjë vazhdon të dështojë, digjet ose shpërthen, jam i sigurt se nuk po përdorni rezistorë me burim porte, duke supozuar se e keni projektuar me kujdes, sigurisht. MOS I HARRONI KURRË RREZISTORËT ME BURIM TË PORTËS. Nëse jeni të interesuar, mund të lexoni për përvojën time me ta këtu (unë shpjegoj edhe arsyen pse rezistorët parandalojnë dëmtimin).

Aktualisht, MOSFET dhe Tranzistorë IGBT. Nëse këta transistorë i konsiderojmë si ngarkesë për qarkun e tyre të kontrollit, atëherë ata janë kondensatorë me një kapacitet prej mijëra pikofaradësh. Për të hapur tranzistorin, ky kapacitet duhet të ngarkohet, dhe kur mbyllet, ai duhet të shkarkohet dhe sa më shpejt që të jetë e mundur. Kjo duhet të bëhet jo vetëm në mënyrë që transistori juaj të ketë kohë të funksionojë në frekuenca të larta. Sa më i lartë të jetë voltazhi i portës së tranzistorit, aq më i ulët është rezistenca e kanalit për MOSFET ose aq më i ulët është voltazhi i ngopjes së kolektorit-emiterit për transistorët IGBT. Tensioni i pragut për hapjen e transistorëve është zakonisht 2-4 volt, dhe maksimumi në të cilin transistori është plotësisht i hapur është 10-15 volt. Prandaj, duhet të aplikohet një tension prej 10-15 volt. Por edhe në këtë rast, kapaciteti i portës nuk ngarkohet menjëherë dhe për ca kohë transistori funksionon në pjesën jolineare të karakteristikës së tij me një rezistencë të lartë kanali, gjë që çon në një rënie të madhe të tensionit në transistor dhe në ngrohjen e tepërt të tij. Ky është i ashtuquajturi manifestim i efektit Miller.

Në mënyrë që kapaciteti i portës të ngarkohet shpejt dhe transistori të hapet, është e nevojshme që qarku juaj i kontrollit të sigurojë sa më shumë rrymë karikimi për tranzitorin. Kapaciteti i portës së tranzistorit mund të zbulohet nga të dhënat e pasaportës për produktin dhe kur llogaritni, duhet të merrni Cvx = Ciss.

Për shembull, le të marrim transistorin MOSFET IRF740. Ajo ka karakteristikat e mëposhtme që na interesojnë:

Koha e hapjes (Koha e Ngritjes - Tr) = 27 (ns)

Koha e mbylljes (Koha e vjeshtës - Tf) = 24 (ns)

Kapaciteti i hyrjes - Ciss = 1400 (pF)

Ne llogarisim rrymën maksimale të hapjes së tranzistorit si:

Ne përcaktojmë rrymën maksimale të mbylljes së tranzistorit duke përdorur të njëjtin parim:

Meqenëse zakonisht përdorim 12 volt për të fuqizuar qarkun e kontrollit, ne do të përcaktojmë rezistencën kufizuese të rrymës duke përdorur ligjin e Ohm-it.

Domethënë, rezistenca Rg=20 Ohm, sipas serisë standarde E24.

Ju lutemi vini re se nuk është e mundur të kontrolloni një transistor të tillë drejtpërdrejt nga kontrolluesi; unë do të prezantoj çfarë tension maksimal që kontrolluesi mund të sigurojë do të jetë brenda 5 volt, dhe rryma maksimale do të jetë brenda 50 mA. Dalja e kontrolluesit do të mbingarkohet dhe transistori do të shfaqë efektin Miller dhe qarku juaj do të dështojë shumë shpejt, pasi dikush, ose kontrolluesi ose transistori, do të mbinxehet i pari.
Prandaj, është e nevojshme të zgjidhni drejtuesin e duhur.
Drejtuesi është një përforcues i fuqisë së pulsit dhe është krijuar për të kontrolluar çelësat e energjisë. Drejtuesit mund të jenë çelësat e sipërm dhe të poshtëm veç e veç, ose të kombinohen në një strehë në një drejtues çelësi të sipërm dhe të poshtëm, për shembull, si IR2110 ose IR2113.
Bazuar në informacionin e paraqitur më sipër, ne duhet të zgjedhim një drejtues të aftë për të ruajtur rrymën e portës së tranzitorit Ig = 622 mA.
Kështu, ne do të përdorim drejtuesin IR2011 të aftë për të mbështetur një rrymë porta Ig = 1000 mA.

Është gjithashtu e nevojshme të merret parasysh tensioni maksimal i ngarkesës që do të kalojnë çelsat. Në këtë rast është e barabartë me 200 volt.
Tjetra, shumë parametër i rëndësishëmështë shpejtësia e mbylljes. Kjo eliminon rrjedhën e rrymave përmes rrymave në qarqet shtytje-tërheqëse të paraqitura në figurën më poshtë, duke shkaktuar humbje dhe mbinxehje.

Nëse lexoni me kujdes fillimin e artikullit, atëherë sipas të dhënave të pasaportës së tranzitorit mund të shihni se koha e mbylljes duhet të jetë më e vogël se koha e hapjes dhe, në përputhje me rrethanat, rryma e fikjes duhet të jetë më e lartë se rryma e hapjes nëse >Ir. Është e mundur të sigurohet një rrymë mbyllëse më e madhe duke ulur rezistencën Rg, por më pas do të rritet edhe rryma e hapjes, kjo do të ndikojë në madhësinë e rritjes së tensionit të ndërprerjes kur fiket, në varësi të shkallës së zbërthimit të rrymës di/dt. Nga ky këndvështrim, një rritje në shpejtësinë e kalimit është një faktor kryesisht negativ që zvogëlon besueshmërinë e pajisjes.

Në këtë rast, ne do të përfitojmë nga vetia e jashtëzakonshme e gjysmëpërçuesve për të kaluar rrymë në një drejtim dhe do të instalojmë një diodë në qarkun e portës që do të kalojë rrymën e fikjes së transistorit If.

Kështu, rryma e portës Ir do të rrjedhë përmes rezistencës R1, dhe rryma e portës If do të rrjedhë përmes diodës VD1, dhe meqenëse rezistenca e kryqëzimit p–n të diodës është shumë më e vogël se rezistenca e rezistencës R1, atëherë If>Ir . Për të siguruar që rryma e fikjes të mos e kalojë vlerën e saj, ne lidhim një rezistencë në seri me diodën, rezistenca e së cilës do të përcaktohet duke neglizhuar rezistencën e diodës në gjendje të hapur.

Le të marrim më të afërtin më të vogël nga seria standarde E24 R2=16 Ohm.

Tani le të shohim se çfarë kuptimi ka emri i drejtuesit të çelësit të sipërm dhe drejtuesit të çelësit të poshtëm.
Dihet se transistorët MOSFET dhe IGBT kontrollohen nga tensioni, përkatësisht tensioni i burimit të portës (Gate-Source) Ugs.
Cilat janë çelësat e sipërm dhe të poshtëm? Figura më poshtë tregon një diagram të një gjysmë ure. Kjo skemë përmban çelësat e sipërm dhe të poshtëm, përkatësisht VT1 dhe VT2. Ndërprerësi i sipërm VT1 lidhet nga kullimi me furnizimin pozitiv Vcc, dhe nga burimi me ngarkesën dhe duhet të hapet nga një tension i aplikuar në lidhje me burimin. Çelësi i poshtëm, kullimi është i lidhur me ngarkesën, dhe burimi është i lidhur me negativin e furnizimit me energji (tokë), dhe duhet të hapet nga tensioni i aplikuar në lidhje me tokën.

Dhe nëse gjithçka është shumë e qartë me çelësin e poshtëm, aplikoni 12 volt në të - hapet, aplikoni 0 volt në të - mbyllet, atëherë për çelësin e sipërm ju nevojitet një qark i veçantë që do ta hapë atë në lidhje me tensionin në burim të tranzistorit. Kjo skemë tashmë është zbatuar brenda drejtuesit. Gjithçka që na duhet është t'i shtojmë drejtuesit kapacitetin e rritjes C2, i cili do të ngarkohet nga voltazhi i furnizimit të drejtuesit, por në lidhje me burimin e tranzistorit, siç tregohet në figurën më poshtë. Është ky tension që do të zhbllokohet çelësi i sipërm.

Ky qark është mjaft i zbatueshëm, por përdorimi i një kapaciteti përforcues e lejon atë të funksionojë në intervale të ngushta. Ky kapacitet ngarkohet kur transistori i poshtëm është i hapur dhe nuk mund të jetë shumë i madh nëse qarku duhet të funksionojë në frekuenca të larta dhe gjithashtu nuk mund të jetë shumë i vogël kur funksionon në frekuenca të ulëta. Kjo do të thotë, me këtë dizajn, ne nuk mund ta mbajmë çelësin e sipërm të hapur pafundësisht; ai do të mbyllet menjëherë pasi kondensatori C2 të shkarkohet, por nëse përdorim një kapacitet më të madh, mund të mos ketë kohë për t'u rimbushur deri në periudhën tjetër të funksionimit të tranzistorit. .
Ne e kemi hasur këtë problem më shumë se një herë dhe shumë shpesh është dashur të eksperimentojmë me zgjedhjen e një kapaciteti përforcues kur ndryshoni frekuencën e ndërrimit ose algoritmin e funksionimit të qarkut. Problemi u zgjidh me kalimin e kohës dhe shumë thjesht, në mënyrën më të besueshme dhe "pothuajse" të lirë. Ndërsa studionim Referencën Teknike për DMC1500, ne u interesuam për qëllimin e lidhësit P8.

Duke lexuar me kujdes manualin dhe duke kuptuar plotësisht qarkun e të gjithë diskut, doli se ky është një lidhës për lidhjen e një furnizimi me energji të veçantë, të izoluar galvanikisht. Ne e lidhim minusin e furnizimit me energji me burimin e çelësit të sipërm, dhe plusin me hyrjen e drejtuesit Vb dhe këmbën pozitive të kapacitetit të përforcuesit. Kështu, kondensatori ngarkohet vazhdimisht, duke bërë të mundur mbajtjen e çelësit të sipërm të hapur për aq kohë sa është e nevojshme, pavarësisht nga gjendja e çelësit të poshtëm. Kjo shtesë në skemë ju lejon të zbatoni çdo algoritëm të ndërrimit të çelësave.
Si një burim energjie për ngarkimin e kapacitetit përforcues, mund të përdorni ose një transformator konvencional me një ndreqës dhe një filtër, ose një konvertues DC-DC.