IX2113.jpg' alt='Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' title='Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' />Управление силовыми ключами MOSFET и IGBTРаз уж на нашем сайте появились статьи о ШИМ и регулировании мощности нагрузки с помощью микроконтроллеров, то нельзя обойти стороной тему об управлении силовыми ключами. Именно силовые ключи транзисторы являются финальным звеном в схеме регулирования мощности нагрузки, примеры схем приведены в статьях об электроприводе постоянного тока. В настоящее время в качестве силовых ключей большой и средней мощности применяются в основном MOSFET и IGBT транзисторы. Если рассматривать эти транзисторы как нагрузку для схемы их управления, то они представляют собой конденсаторы с мкостью в тысячи пикофарад. Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' title='Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' />Управление изолированными затворами MOSFETIGBT, базовые принципы и. Сопротивление открытого канала полевого транзистора RDSon и. Для открытия транзистора, эту мкость необходимо зарядить, а при закрывании разрядить, и   как можно быстрее. Сделать это нужно не только для того, чтобы ваш транзистор успевал работать на высоких частотах. Чем выше напряжение на затворе транзистора, тем меньше сопротивления канала у MOSFET или меньше напряжение насыщения коллектор эмиттер у IGBT транзисторов. Пороговое значение напряжения открытия транзисторов обычно составляет 2 4 вольта, а максимальное при котором транзистор полностью открыт 1. Поэтому следует подавать напряжение 1. Но даже в таком случае мкость затвора заряжается не сразу и какое то время транзистор работает на нелинейном участке своей характеристики с большим сопротивлением канала, что приводит к большому падению напряжения на транзисторе и его чрезмерному нагреву. Это так называемое проявление эффекта Миллера. Для того чтобы мкость затвора быстро зарядилась и транзистор открылся, необходимо чтобы ваша схема управления могла обеспечить как можно больший ток заряда транзистора. Свх Сiss. Для примера возьмм MOSFET транзистор IRF7. Он обладает следующими интересующими нас характеристиками Время открытия Rise Time Tr 2. Время закрытия Fall Time Tf 2. Входная мкость Input Capacitance Сiss 1. MOSFET/mosfet3.GIF' alt='Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' title='Способы Управления Затвором Igbt Транзисторов' />ФМаксимальный ток открытия транзистора рассчитаем как Максимальный ток закрытия транзистора определим по тому же принципу Так как, обычно мы используем для питания схемы управления 1. Ома. То есть, резистор Rg2. Ом, согласно стандартному ряду Е2. Главной задачей, решаемой схемой управления затвором, является согла сование. Паразитные емкости IGBT и токи заряда, зависимость емкостей затвора от напряжения. Чем выше напряжение на затворе транзистора, тем меньше сопротивления канала у MOSFET или меньше напряжение насыщения. Заметьте, что управлять таким транзистором напрямую от контроллера не получится, введу того, что максимальное напряжение, которое может обеспечить контроллер, будет в пределах 5 вольт, а максимальный ток в пределах 5. А. Выход контроллера будет перегружен, а на транзисторе будет проявляться эффект Миллера, и ваша схема очень быстро выйдет из строя, так как кто то, или контроллер, или транзистор, перегреются раньше. Поэтому необходимо правильно подобрать драйвер. Драйвер представляет собой усилитель мощности импульсов и предназначен для управления силовыми ключами. Драйверы бывают верхнего и нижнего ключей в отдельности, либо объединенные в один корпус в драйвер верхнего и нижнего ключа, например, такие как IR2. IR2. 11. 3. Исходя из информации изложенной выше, нам необходимо подобрать драйвер, способный поддерживать ток затвора транзистора Ig 6. А. Таким образом, нам подойдт драйвер IR2. Ig 1. 00. 0 м. А. Так же необходимо учесть максимальное напряжение нагрузки, которое будут коммутировать ключи. В данном случае оно равно 2. Следующим, очень важным параметром является скорость запирания. Это позволяет устранить протекание сквозных токов в двухтактных схемах, изображенной на рисунке ниже, вызывающие потери и перегрев. Если вы внимательно читали начало статьи, то по паспортным данным транзистора видно, что время закрытия должно быть меньше времени открытия и соответственно ток запирания выше тока открытия If Ir. Обеспечить больший ток закрытия, можно уменьшив сопротивление Rg, но тогда также увеличится и ток открытия, это повлияет на величину коммутационного всплеска напряжения при выключении, зависящего от скорости спада тока didt. С этой точки зрения повышение скорости коммутации является в большей степени негативным фактором, снижающим надежность работы устройства. В таком случае воспользуемся замечательным свойством полупроводников, пропускать ток в одном направлении, и установим в цепи затвора диод, который будет пропускать ток запирания транзистора If. Таким образом, отпирающий ток Ir будет протекать через резистор R1, а запирающий ток If через диод VD1, а так как сопротивление p n перехода диода намного меньше, чем сопротивление резистора R1, то и If Ir. Для того чтобы ток запирания не превышал своего значения, последовательно с диодом включим резистор, сопротивление которого определим пренебрегая сопротивлением диода в открытом состоянии. Возьмем ближайший меньший из стандартного ряда Е2. R21. 6 Ом. Теперь рассмотрим, что же обозначает название драйвера верхнего и драйвера нижнего ключа. Известно, что MOSFET и IGBT транзисторы управляются напряжением, а именно напряжением заствор исток Gate Source Ugs. Что же такое верхний и нижний ключ На рисунке ниже приведена схема полумоста. Данная схема содержит верхний и нижний ключи, VT1 и VT2 соответственно. Драйвер изолированного затвора MOSFETIGBT, как связующее звено. Особенности управления изолированным затвором IGBT. Преимущества IGBT транзисторов при использовании их в импульсных силовых каскадах. Отсутствие тока управления в статических режимах и общее низкое. Кроме обеспечения тока затвора они способны выполнять и ряд. Верхний ключ VT1 подключен стоком к плюсу питания Vcc, а истоком к нагрузке и должен открываться напряжением приложенным относительно истока. Долговая Расписка Образец. Нижний же ключ, стоком подключается к нагрузке, а истоком к минусу питания земле, и должен открываться напряжением, приложенным относительно земли. И если с нижним ключом все предельно ясно, подал на него 1. Такая схема уже реализована внутри драйвера. Все что нам нужно, это добавить к драйверу бустрептную мкость С2, которая будет заряжаться напряжением питания драйвера, но относительно истока транзистора, как это изображено на рисунке ниже. Именно этим напряжением и будет отпираться верхний ключ. Время заряда емкости затвора MOSFET определим из выражения. ШИМконтроллером и затвором транзистора, как показано на рис. Современные драйверы IGBT и мощных полевых транзисторов. Советы по управлению затвором мощного полевого транзистора. Данная схема вполне работоспособна, но использование бустрептной мкости позволяет ей работать в узких диапазонах. Эта мкость заряжается, когда открыт нижний транзистор и не может быть слишком большой, если схема должна работать на высоких частотах, и так же не может быть слишком маленькой при работе на низких частотах. То есть при таком исполнении мы не можем держать верхний ключ бесконечно открытым, он закроется сразу после того как разрядится конденсатор С2, если же использовать мкость побольше, то она может не успеть перезарядится к следующему периоду работы транзистора. Мы не раз сталкивались с данной проблемой и очень часто приходилось экспериментировать с подбором бустрептной мкости при изменении частоты коммутации или алгоритма работы схемы. Проблему решили со временем и очень просто, самым надежным и почти дешевым способом. Изучая Technical Reference к DMC1. Р8. Почитав внимательно мануал и хорошо разобравшись в схеме всего привода, оказалось, что это разъм для подключения отдельного, гальванически развязанного питания. Минус источника питания мы подключаем к истоку верхнего ключа, а плюс ко входу драйвера Vb и плюсовой ножке бустрептной мкости. Таким образом, конденсатор постоянно заряжается, за счет чего появляется возможность держать верхний ключ открытым на столько долго, на сколько это необходимо, не зависимо от состояния нижнего ключа. Данное дополнение схемы позволяетреализовать любой алгоритм коммутации ключей. В качестве источника питания для заряда бустрептной мкости можно использовать как обычный трансформатор с выпрямителем и фильтром, так и DC DC конвертер.