Applikazzjoni ta 'apparat elettroniku tal-qawwa IGBT
Aħna kumpanija tal-istampar kbira f'Shenzhen China. Noffru l-pubblikazzjonijiet kollha tal-kotba, stampar tal-ktieb tal-karta iebsa, stampar tal-ktieb tal-karti, notebook iebsa, stampar tal-kotba sprial, stampar tal-ktieb tas-sarġ, stampar tal-ktejjeb, kaxxa tal-ippakkjar, kalendarji, kull tip ta 'PVC, fuljetti tal-prodott, noti, ktieb tat-Tfal, stikers, kollha tipi ta 'prodotti speċjali tal-istampar bil-kulur tal-karta, cardand tal-logħob u l-bqija.
Għal aktar informazzjoni jekk jogħġbok żur
http://www.joyful-printing.com. ENG biss
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
L-IGBTs jintużaw ħafna f'apparat elettroniku tal-qawwa rappreżentat minn invertituri u tipi varji ta 'provvisti ta' enerġija. L-IGBT jgħaqqad il-vantaġġi ta 'transistors ta' enerġija bipolari u MOSFETs ta 'enerġija, u għandu l-vantaġġi ta' kontroll tal-vultaġġ, impedenza ta 'input kbira, qawwa żgħira tas-sewqan, ċirkwit ta' kontroll sempliċi, telf ta 'swiċċjar żgħir, veloċità ta' swiċċjar veloċi u frekwenza għolja ta 'tħaddim.
Madankollu, l-IGBTs, bħal elettronika oħra tal-qawwa, jiddependu mill-kundizzjonijiet taċ-ċirkwit u l-ambjenti tal-iswiċċjar. Għalhekk, iċ-ċirkwit tas-sewqan u l-protezzjoni tal-IGBT huwa d-diffikultà u l-fokus tad-disinn taċ-ċirkwit, u hija r-rabta ewlenija tal-operazzjoni tal-apparat kollu.
1 Karatteristiċi ta 'operazzjoni IGBT
L-IGBT huwa apparat ta 'kontroll tat-tip ta' vultaġġ li jeħtieġ ftit tas-sewqan kurrenti u l-qawwa tas-sewqan u jista 'jkun imqabbad direttament ma' blokka tal-funzjoni analoga jew diġitali mingħajr kwalunkwe interface addizzjonali taċ-ċirkwiti. Id-dawra u t-tifi tal-IGBT hija kkontrollata mill-vultaġġ tal-grada UGE. Meta l-UGE huwa akbar mill-vultaġġ tat-tidwir UGE (th), l-IGBT huwa mixgħul. Meta sinjal b'lura jew ma jiġi applikat bejn il-bieb u l-emittent, l-IGBT huwa mitfi. Imkisser.
Bħal transistor ordinarju, IGBT jista 'jaħdem fir-reġjun ta' amplifikazzjoni lineari, ir-reġjun ta 'saturazzjoni u r-reġjun tal-qtugħ, u jintuża prinċipalment bħala apparat li jaqleb. Fiċ-ċirkwit tas-sewqan, l-istati ta ’saturazzjoni mixgħula u mitfija ta’ l-IGBT huma prinċipalment studjati, b’tali mod li t-tarf li jitla ’mixgħul u t-tarf li jaqa’ jintfew huma wieqfa.
2 Rekwiżiti taċ-ċirkwit tas-sewqan IGBT
Il-punti li ġejjin għandhom jiġu osservati meta jkun iddisinjat sewwieq IGBT.
1) Il-kobor tal-vultaġġ tas-sewqan tal-bieb ta 'quddiem se jkollu impatt importanti fuq il-prestazzjoni taċ-ċirkwit u għandu jintgħażel b'mod korrett. Meta l-vultaġġ tas-sewqan 'il quddiem jiżdied, Ir-reżistenza on-IGBT titnaqqas, sabiex it-telf ta' tidwir jitnaqqas. Madankollu, jekk il-vultaġġ tas-sewqan 'il quddiem huwa kbir wisq, il-kurrent ta' short-circuit IC jiżdied ma 'l-UGE meta t-tagħbija tkun short-circuited, u dan jista' jikkawża li l-IGBT ikollu effett ta 'żamma, li jirriżulta f'nuqqas ta' gate. Bħala riżultat, l-IGBT huwa bil-ħsara; jekk il-vultaġġ tas-sewqan 'il quddiem huwa żgħir wisq, l-IGBT joħroġ mir-reġjun tal-konduzzjoni tas-saturazzjoni u jidħol fir-reġjun tal-amplifikazzjoni lineari, u jikkawża li l-IGBT jisħon iżżejjed u jagħmel ħsara; waqt l-użu, 12V ≤ UGE ≤ 18V hija preferuta. Il-vultaġġ negattiv tal-preġudizzju tal-bieb ma jħallix lill-IGBT milli jitmexxa ħażin minħabba kurrent ta 'mewġ eċċessiv waqt l-għeluq. Ġeneralment, vultaġġ bias negattiv huwa magħżul biex ikun 5V. Barra minn hekk, iċ-ċirkwit tas-sewqan għandu jipprovdi vultaġġ u amplitudni tal-kurrent biżżejjed wara li l-IGBT ikun mixgħul, sabiex l-IGBT ma joħroġx mir-reġjun tal-konduzzjoni tas-saturazzjoni u jkun bil-ħsara taħt kundizzjonijiet normali ta 'xogħol u tagħbija żejda.
2) It-tidwir u t-tifi mgħaġġel tal-IGBT huwa ta 'benefiċċju biex iżżid il-frekwenza tat-tħaddim u tnaqqas it-telf tal-iswiċċ. Madankollu, il-frekwenza ta 'l-iswiċċ ta' l-IGBT m'għandhiex tkun kbira wisq taħt tagħbijiet induttivi kbar, minħabba li l-veloċità għolja mixgħula u mitfi tirriżulta f'vultaġġ tal-quċċata għolja, li jista 'jikkawża li IGBT jew komponenti oħra jinqasmu.
3) L-għażla ta 'serje adattata ta' resister RG u gate capacitance CG hija importanti għas-sewqan ta 'l-IGBT. L-RG huwa żgħir, il-ħin tal-ħlas tal-iskarikar kostanti bejn l-emittenti tal-bieb huwa relattivament żgħir, li se jikkawża kurrent kbir meta jinxtegħel, u dan jagħmel ħsara lill-IGBT; L-RG huwa akbar, li huwa ta 'benefiċċju li jrażżan il-dvce / dt, iżda se jżid il-ħin tal-qlib u t-telf tal-iswiċċ ta' IGBT. . CG xieraq huwa tajjeb biex irażżan dic / dt, CG huwa kbir wisq, u l-ħin imdewwem. Jekk CG huwa żgħir wisq, l-effett li jrażżan dic / dt mhux ovvju.
4) Meta l-IGBT huwa mitfi, il-vultaġġ tal-emittenti huwa faċilment disturbat mill-parametri parassitiċi tal-IGBT u taċ-ċirkwit, u jikkawża li l-vultaġġ tal-gate emitter jikkawża li l-apparat ikun konduttiv ħażin. Biex dan ma jseħħx, resister jista 'jkun konness b'mod parallel bejn il-gradi. Barra minn hekk, f'applikazzjonijiet prattiċi, sabiex jiġu evitati spikes ta 'vultaġġ għoli fiċ-ċirkwit tas-sewqan tal-bieb, huwa preferibbli li jiġu mqabbdin żewġ dijodi Zener b'lura inversa b'mod parallel bejn il-gradilji, u l-valur tar-regolazzjoni tal-vultaġġ għandu jkun l-istess bħall-pożittiv u negattiv. vultaġġi tal-bieb.
3 ċirkwit tas-sewqan HCPL-316J
3.1 Struttura interna HCPL-316J u prinċipju ta 'ħidma
Jekk l-IGBT għandu sinjal żejjed (il-pin 14 jiskopri l-vultaġġ fuq il-kollettur IGBT = 7V), u s-sinjal tad-drajv tal-input ikompli jiġi applikat għall-pin 1, is-sinjal ta 'sottotensjoni huwa baxx, u l-output B huwa baxx, it-tielet -level Darlington It-tubu huwa mitfi, 1 × DMOS huwa mixgħul, u l-vultaġġ bejn il-gradi IGBT jitnaqqas bil-mod biex tinkiseb vultaġġ ta 'bieb li jaqa' bil-mod. Meta VOUT = 2V, jiġifieri, VOUT joħroġ f'livell baxx, il-punt C isir livell baxx, il-punt B huwa livell għoli, 50 × DMOS huwa mixgħul, u l-firxa tal-gate IGBT tintrema malajr. Is-sinjal fuq il-linja tal-ħsara jgħaddi mill-optocoupler, u mbagħad jgħaddi mill-flip-flop RS, u l-output Q huwa għoli, sabiex l-input optocoupler ikun imblukkat. Bl-istess mod, huwa possibbli li tiġi analizzata s-sitwazzjoni ta 'sottovalutazzjoni biss u s-sitwazzjoni ta' sottovalutazzjoni u ta 'kurrent żejjed.
3.2 disinn taċ-ċirkwit tas-sewqan
Il-VIN +, IL-ĦAFAR u r-RESET fuq in-naħa tax-xellug tal-HCPL-316J huma konnessi mal-mikrokompjuter rispettivament. R7, R8, R9, D5, D6 u C12 jipprovdu protezzjoni ta 'input biex jipprevjenu vultaġġ ta' input eċċessiv milli jagħmel ħsara lill-IGBT, iżda ċ-ċirkwit ta 'protezzjoni jiġġenera dewmien ta' madwar 1μs, li mhux adattat għall-użu meta l-frekwenza tal-qlib taqbeż il-100kHz. Q3 hija l-aktar funzjoni ta 'interkonnessjoni importanti. Meta ż-żewġ sinjali PWM (l-istess driegħ tal-pont) huma ta 'livell għoli, Q3 huwa mixgħul, jinġibed il-livell ta' input baxx, sabiex il-ħruġ ikun baxx ukoll. Is-sinjali ta 'Interlock Interlock, u Interlock2 fil-Figura 3 huma konnessi ma' 316J Interlock2 u Interlock1 oħra, rispettivament. R1 u C2 għandhom rwol fl-amplifikazzjoni u l-filtrazzjoni tas-sinjal tal-ħsara. Meta jkun hemm sinjal ta 'interferenza, il-mikrokompjuter jista' jaċċetta b'mod korrett l-informazzjoni.
Fil-ħruġ, R5 u C7 huma relatati mal-veloċità li biha jinxtegħel l-IGBT u t-telf tal-iswiċċ. Iż-żieda ta 'C7 tista' tnaqqas b'mod sinifikanti dic / dt. L-ewwel ikkalkula r-reżistenza tal-bieb: fejn ION huwa l-kurrent tal-bieb injettat fl-IGBT meta jkun mixgħul. Sabiex l-IGBT jinxtegħel malajr, il-valur IONMAX huwa 20A. Produzzjoni ta 'livell baxx VOL = 2v.
C3 huwa parametru importanti ħafna, l-iktar importanti huwa d-dewmien tal-iċċarġjar. Meta s-sistema tibda u ċ-ċippa tibda taħdem, billi l-vultaġġ fit-terminal tal-kollettur C ta 'l-IGBT għadu ferm akbar minn 7V, jekk m'hemmx C3, is-sinjal ta' short-circuit se jinħareġ bi żball, u l-output se jintfew direttament. Meta ċ-ċippa taħdem b'mod normali, jekk il-vultaġġ tal-kollettur jogħla istantanjament, dan jerġa 'lura għan-normal immedjatament. Jekk ma teżistix C3, se jinħareġ sinjal ta 'żball biex l-IGBT jintefa bi żball. Madankollu, jekk il-valur ta 'C3 huwa kbir wisq, ir-rispons tas-sistema jkun bil-mod, u fil-każ ta' saturazzjoni, l-IGBT jista 'jinħaraq fil-ħin ta' dewmien, u l-effett ta 'protezzjoni korrett ma jinkisibx. Il-valur ta 'C3 huwa 100pF, u d-dewmien huwa l-ħin
Fiċ-ċirkwit tal-kxif tal-kollettur, żewġ dijodi huma konnessi f'serje, li jistgħu jtejbu l-vultaġġ ġenerali li jiflaħ lura, u b'hekk iżidu l-livell ta 'vultaġġ tas-sewqan, iżda l-ħin ta' rkupru b'lura tad-dijodu huwa żgħir, u kull livell ta 'vultaġġ li jiflaħ b'lura huwa ta' 1000V. Ġeneralment, BYV261E huwa magħżul, u l-ħin ta 'rkupru b'lura huwa ta' 75 ns. Ir-rwol ta 'R4 u C5 huwa li jippreserva l-karatteristiċi ta' għeluq artab tal-HCLP-316J wara sinjal kurrenti żejjed. Il-prinċipju huwa li C5 jikseb tluq artab permezz tal-iskarikar tal-MOSFET intern. Fil-Figura 3, il-vultaġġ tal-ħruġ VOUT jgħaddi minn żewġ outputs triode push-pull veloċi, li jistgħu jsuqu l-kurrent sa 20A, u jistgħu jsuqu malajr 1700v, IGBTs 200-300A.
Disinn ta 'provvista ta' enerġija tas-sewqan
Fid-disinn tas-sewqan, provvista stabbli ta 'enerġija hija garanzija biex l-IGBT jaħdem kif suppost. Il-provvista tal-enerġija tadotta konverżjoni 'l quddiem, abilità qawwija kontra l-interferenza, l-ebda induttur tal-filtru fuq in-naħa sekondarja, u impedenza baxxa tal-input, sabiex il-vultaġġ tal-ħruġ tal-provvista tal-enerġija jkun għadu stabbli taħt kundizzjonijiet ta' tagħbija tqila.
Meta s tkun mixgħula, + 12v (għal provvista ta 'enerġija relattivament stabbli, preċiżjoni għolja) tiġi applikata fuq in-naħa primarja tat-transformer u l-istralċ imqabbad ma' S, u n-naħa sekondarja tiġi rettifikata permezz tal-akkoppjar tal-enerġija. Meta S huwa mitfi, l-enerġija tal-qalba terġa 'tiġi alimentata mill-ġdid mal-provvista tal-enerġija permezz tad-dijodu primarju u l-istralċ konness miegħu biex tinkiseb ir-risettjar tal-qalba tat-transformer. Il-timer 555 huwa konness ma 'multivibratur. Il-potenzjal tas-sieq 2 u tas-sieq 6 jinbidel bejn 4 u 8 v billi jiċċarġja u jarmu C1, sabiex is-sieq 3 toħroġ sinjal ta 'mewġ kwadru ta' vultaġġ, u s-sinjal tal-mewġ kwadru jintuża biex jikkontrolla l-ftuħ tas-S. U tintefa. + 12v jitolbu C1 permezz R1 u D2, il-ħin tal-iċċarġjar tiegħu huwa t1≈R1C2ln2; ħin ta 'kwittanza t2 = R2C1ln2, joħroġ livell għoli meta jiċċarġja, u joħroġ livell baxx meta jarmu. Għalhekk, il-proporzjon tad-dazju = t1 / (t1 + t2).
It-transformer huwa ddisinjat skont il-parametri li ġejjin: in-naħa oriġinali hija konnessa ma '+ 12v, il-frekwenza hija 60kHz, u l-intensità manjetika ta' induzzjoni Bw hija O. 15T, ġenb sekondarju + 15v output 2A, -5v output 1 A, effiċjenza n = 80%, il-fattur tal-mili tat-tieqa Km huwa O. 5. Il-fattur tal-mili tal-qalba Kc huwa 1, u d-densità tal-kurrent tal-wajer tal-coil d hija 3 A / mm2. Qawwa tal-ħruġ
PT = (15 + O.6) × 2 × 2 + (5 + O.6) × 1 × 2 = 64W.
Peress li l-vultaġġ tal-ħruġ tal-provvista tal-enerġija tas-sewqan se jonqos wara t-tagħbija, tikkunsidra li żżid il-frekwenza u ċ-ċiklu tad-dazju biex tistabbilizza l-vultaġġ tal-ħruġ f'applikazzjonijiet prattiċi.
4 Konklużjoni
Din il-karta tiddisinja ċirkwit tas-sewqan li jista 'jsuq 1400V, 200 ~ 300A IGBT. L-interkonnessjoni taż-żewġ IGBTs (l-istess pont tad-driegħ) hija realizzata fuq il-ħardwer, u huwa ddisinjat sors ta 'enerġija tas-sewqan li kapaċi jforni direttament iż-żewġ IGBTs.
HCPL-316J jista 'jinqasam f'żewġ partijiet: input IC (xellug) u output IC (lemin). Id-dħul u l-ħruġ jistgħu jissodisfaw bis-sħiħ ir-rekwiżiti ta 'vultaġġ għoli u qawwa għolja tas-sewqan IGBT.
Il-funzjoni ta ’kull pin hija kif ġej:
Pin 1 (VIN +) input tas-sinjal quddiem;
Pin 2 (VIN-) input tas-sinjal b'lura;
Il-Pin 3 (VCG1) huwa konness mal-provvista tal-enerġija tal-input;
L-art tal-input tal-pin 4 (GND);
Input ta 'reset ta' chip 5 (RESERT);
Marda ta 'difett fis-sieq 6 (FAULT), meta sseħħ ħsara (output ta' vultaġġ taħt il-taħt il-vultaġġ jew IGBT short circuit), is-sinjal tal-ħsara joħroġ permezz tal-optocoupler;
Pin 7 (VLED1 +) pin tat-test tal-optocoupler, sospensjoni;
Il-Pin 8 (VLED1-) huwa ertjat;
Il-Pin 9, sieq 10 (VEE) jipprovdi vultaġġ ta 'xaqlib invers għall-IGBT;
Il-Pin 11 (VOUT) joħroġ sinjal ta 'sewqan biex isuq l-IGBT;
Sieq 12 (VC) provvista ta 'enerġija ta' kollettur tat-tubu Darlington fi tliet stadji;
Il-Pin 13 (VCC2) isuq is-sors tal-vultaġġ;
Pin 14 (DESAT) IGBT sejbien ta 'kurrent ta' ċirkwit qasir;
Pin 15 (VLED2 +) pin tat-test tal-optocoupler, sospensjoni;
Marda 16 (VE) toħroġ art ta 'referenza.
Jekk VIN + huwa normalment input, il-pin 14 m'għandux sinjal żejjed, u VCC2-VE = 12v ifisser li l-ħruġ ta 'vultaġġ ta' sewqan 'il quddiem huwa normali, is-sinjal tas-sewqan joħroġ f'livell għoli, u s-sinjal tal-ħsara u s-sinjal ta' sottotensjoni tal-ħruġ ta 'livell baxx. L-ewwel, it-tliet sinjali huma input għal JP3, D huwa baxx, B huwa baxx, u 50 × DMOS huwa mitfi. F'dan iż-żmien, l-erba 'stati ta' l-input ta 'JP1 huma baxxi, għoljin, baxxi, u baxxi minn fuq għal isfel, u l-punt għoli tal-punt A isuq it-tubu Darlington fi tliet stadji biex jinxtegħel, u l-IGBT huwa wkoll mixgħul.