Cymhwyso dyfais electronig pŵer IGBT
Rydym yn gwmni argraffu mawr yn Shenzhen Tsieina. Rydym yn cynnig yr holl gyhoeddiadau llyfrau, argraffu llyfrau hardcover, argraffu llyfrau papur, llyfr nodiadau caled, argraffu llyfrau sprial, argraffu llyfrau cyfrwyau, argraffu llyfryn, blwch pecynnu, calendrau, pob math o PVC, llyfrynnau cynnyrch, nodiadau, Llyfr plant, sticeri, i gyd mathau o gynnyrch argraffu papur lliw arbennig, cardiau gêm ac ati.
I gael rhagor o wybodaeth ewch i
http://www.joyful-printing.com. ENG yn unig
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
e-bost: info@joyful-printing.net
Mae IGBTs yn cael eu defnyddio'n eang mewn dyfeisiau electronig pŵer a gynrychiolir gan wrthdrowyr a gwahanol fathau o gyflenwadau pŵer. Mae'r IGBT yn cyfuno manteision transistorau pŵer deubegwn a MOSFETs pŵer, ac mae ganddo'r manteision o reoli foltedd, rhwystriant mewnbwn mawr, pŵer gyrru bach, cylched reoli syml, colled switsio bach, cyflymdra newid cyflym ac amlder gweithredu uchel.
Fodd bynnag, mae IGBTs, fel electroneg pŵer arall, yn dibynnu ar amodau cylched ac amgylcheddau newid. Felly, cylched gyrru ac amddiffyn IGBT yw anhawster a ffocws dyluniad cylched, a dyma ddolen allweddol gweithrediad y ddyfais gyfan.
1 nodweddion gweithredu IGBT
Dyfais reoli math foltedd yw'r IGBT sy'n gofyn am ychydig iawn o bŵer cerrynt a gyrru cyfredol a gellir ei gysylltu'n uniongyrchol â bloc swyddogaeth analog neu ddigidol heb unrhyw gylched rhyngwyneb ychwanegol. Rheolir y trothwy a diffodd yr IGBT gan foltedd foltedd UGE. Pan fo'r UGE yn fwy na'r foltedd foltedd UGE (th), mae'r IGBT yn cael ei droi ymlaen. Pan fydd signal cefn neu ddim signal yn cael ei roi rhwng y giât a'r allyrrydd, caiff yr IGBT ei ddiffodd. Wedi torri.
Fel transistor cyffredin, gall IGBT weithio mewn rhanbarth ymhelaethu llinol, rhanbarth dirlawnder a rhanbarth diffodd, ac fe'i defnyddir yn bennaf fel dyfais newid. Yn y gylched yrru, caiff dirlawnder yr IGBT ei ddarllen yn bennaf, fel bod yr ymyl sy'n codi a'r ymyl sy'n disgyn yn serth.
2 ofynion cylched gyrru IGBT
Rhaid dilyn y pwyntiau canlynol wrth ddylunio gyrrwr IGBT.
1) Bydd maint foltedd gyriant blaen y giât yn cael effaith bwysig ar berfformiad cylched a rhaid ei ddewis yn gywir. Pan fydd y foltedd gyrru ymlaen yn cynyddu, mae gwrthiant yr IGBT yn cael ei leihau, fel bod y golled troi'n cael ei lleihau. Fodd bynnag, os yw'r foltedd blaen-yrru yn rhy fawr, mae'r IC presennol cylched byr yn cynyddu gyda'r UGE pan fo'r llwyth yn gylchredeg, a all beri i'r IGBT gael effaith ddal, gan arwain at fethiant y gât. O ganlyniad, mae'r IGBT wedi'i ddifrodi; os yw'r foltedd gyrru ymlaen yn rhy fach, mae'r IGBT yn gadael y rhanbarth dargludiad dirlawnder ac yn mynd i mewn i'r rhanbarth ymhelaethu llinol, gan achosi i'r IGBT orboethi a difrodi; yn cael ei ddefnyddio, mae'n well defnyddio 12V ≤ UGE ≤ 18V. Mae foltedd rhagfarn negatif y giât yn atal yr IGBT rhag cael ei gam-drin oherwydd bod gormodedd yn bresennol yn ystod y diffodd. Yn gyffredinol, dewisir foltedd rhagfarn negyddol i fod yn 5V. Yn ogystal, dylai'r cylched yrru ddarparu foltedd digonol ac osgled cyfredol ar ôl troi'r IGBT, fel nad yw'r IGBT yn gadael y rhanbarth dargludiad dirlawnder ac yn cael ei ddifrodi dan amodau gweithio a gorlwytho arferol.
2) Mae troi i mewn a diffodd y IGBT yn fuddiol i gynyddu'r amlder gweithredu a lleihau'r golled newid. Fodd bynnag, ni ddylai amledd switsio'r IGBT fod yn rhy fawr o dan lwythi anwythol mawr, oherwydd bydd troi-i-mewn a throi i ffwrdd yn arwain at foltedd brig uchel, a allai achosi i IGBT neu gydrannau eraill gael eu torri i lawr.
3) Mae dewis gwrthydd cyfres addas RG a chynhwysedd giât CG yn bwysig ar gyfer gyrru'r IGBT. Mae RG yn fach, mae'r cysonyn amser gollwng tâl rhwng allyrwyr giât yn gymharol fach, a fydd yn achosi cerrynt mawr wrth droi ymlaen, a fydd yn niweidio'r IGBT; Mae RG yn fwy, sy'n fuddiol i atal dvce / dt, ond bydd yn cynyddu'r amser newid ac yn colli colli IGBT. . Mae CG priodol yn dda ar gyfer atal dic / dt, mae CG yn rhy fawr, ac mae'r amser yn cael ei ohirio. Os yw CG yn rhy fach, nid yw effaith atal dic / dt yn amlwg.
4) Pan gaiff yr IGBT ei ddiffodd, mae paramedrau parasitig yr IGBT a'r gylched yn hawdd tarfu ar y foltedd allyrrydd giât, gan achosi i'r foltedd allyrrydd-gi achosi i'r ddyfais fod yn gam-ddargludol. I atal hyn rhag digwydd, gellir cysylltu gwrthydd yn gyfochrog rhwng y giatiau. Yn ogystal, mewn cymwysiadau ymarferol, er mwyn atal pigau foltedd uchel yn y gylched gyrru giât, mae'n well cysylltu dwy gyfres Zener gwrthdro yn gyfochrog rhwng y rhwyllau, a dylai'r gwerth rheoleiddio foltedd fod yr un fath â'r gwerth positif a negyddol folteddau giât.
3 cylched yrru HCPL-316J
3.1 HCPL-316J strwythur mewnol ac egwyddor gweithio
Os oes gan yr IGBT signal dros dro (mae'r pin 14 yn canfod y foltedd ar y casglwr IGBT = 7V), ac mae'r signal gyriant mewnbwn yn parhau i gael ei gymhwyso i bin 1, mae'r signal isgoltage yn isel, ac mae allbwn B yn isel, y trydydd -level Darlington Caiff y tiwb ei ddiffodd, caiff 1 × DMOS ei droi ymlaen, ac mae'r foltedd rhwng y gatiau IGBT yn cael ei ollwng yn araf i gyflawni foltedd giât araf. Pan fydd VOUT = 2V, hynny yw, VOUT allbynnau lefel isel, mae pwynt C yn troi'n lefel isel, mae pwynt B yn lefel uchel, mae 50 × DMOS yn cael ei droi ymlaen, ac mae arae giât IGBT yn cael ei ryddhau'n gyflym. Mae'r signal ar y llinell nam yn mynd drwy'r optocoupler, ac yna'n pasio drwy'r fflip-fflop RS, ac mae'r allbwn Q yn uchel, fel bod y optocoupler mewnbwn wedi'i flocio. Yn yr un modd, mae'n bosibl dadansoddi sefyllfa dim ond tan-doriad a sefyllfa tanddaearol a gorddigonol.
3.2 dylunio cylched gyrru
Mae'r VIN +, FAULT ac RESET ar ochr chwith y HCPL-316J wedi'u cysylltu â'r microfhyfrifiadur yn y drefn honno. Mae R7, R8, R9, D5, D6 a C12 yn darparu diogelwch mewnbwn i atal foltedd mewnbwn gormodol rhag niweidio'r IGBT, ond bydd y gylched amddiffyn yn creu oedi o tua 1μs, nad yw'n addas i'w ddefnyddio pan fydd amlder y switsio yn fwy na 100kHz. Q3 yw'r swyddogaeth gyd-gloi bwysicaf. Pan fydd signalau PWM (braich un bont) yn lefel uchel, caiff Q3 ei droi ymlaen, gan dynnu lefel y mewnbwn yn isel, fel bod yr allbwn hefyd yn isel. Mae'r signalau rhyng-glo Interlock, a Interlock2 yn Ffigur 3 wedi'u cysylltu â 316J Interlock2 arall ac Interlock1, yn y drefn honno. Mae R1 ac C2 yn chwarae rôl wrth ymhelaethu a hidlo'r signal nam. Pan fydd signal ymyrraeth, gall y microfhyfrifiadur dderbyn y wybodaeth yn gywir.
Yn yr allbwn, mae R5 a C7 yn gysylltiedig â'r cyflymder y mae'r IGBT yn cael ei droi ymlaen a'r golled newid. Gall cynyddu C7 leihau dic / dt yn sylweddol. Yn gyntaf cyfrifwch wrthiant y giât: lle mae ION yn bresennol ar y giât wedi'i chwistrellu i mewn i'r IGBT pan gaiff ei droi ymlaen. Er mwyn gwneud i'r IGBT droi'n gyflym, gwerth IONMAX yw 20A. Allbwn lefel isel VOL = 2v.
Mae C3 yn baramedr pwysig iawn, a'r pwysicaf yw'r oedi codi tâl. Pan fydd y system yn dechrau ac mae'r sglodyn yn dechrau gweithio, gan fod y foltedd ar derfynell casglwr yr IGBT yn dal i fod yn llawer mwy na 7V, os nad oes C3, bydd y signal nam cylched byr yn cael ei gyhoeddi yn anghywir, a'r allbwn yn cael ei ddiffodd yn uniongyrchol. Pan fydd y sglodyn yn gweithio fel arfer, os bydd foltedd y casglwr yn codi ar unwaith, bydd yn dychwelyd i'r normal ar unwaith. Os nad oes C3, bydd signal gwall yn cael ei roi i wneud i'r IGBT ddiffodd trwy gamgymeriad. Fodd bynnag, os yw gwerth C3 yn rhy fawr, bydd ymateb y system yn araf, ac yn achos dirlawnder, gall yr IGBT gael ei losgi o fewn yr amser oedi, ac ni cheir yr effaith amddiffyn gywir. Gwerth C3 yw 100cF, a'r amser yw amser
Yn y gylched canfod casglwyr, mae dwy ddeuod wedi'u cysylltu mewn cyfres, a all wella'r gwrthdro cyffredinol wrth wrthsefyll foltedd, a thrwy hynny gynyddu'r lefel foltedd gyrru, ond mae amser adferiad cefn y deuod yn fach, ac mae pob gwrthdro yn gwrthsefyll lefel foltedd yn 1000V. Yn gyffredinol, caiff BYV261E ei ddewis, ac mae'r amser adfer yn ôl yn 75 ns. Rôl R4 a C5 yw cadw nodweddion diffodd meddal yr HCLP-316J ar ôl signal dros dro. Yr egwyddor yw bod C5 yn cyflawni newid meddal drwy ryddhau'r MOSFET mewnol. Yn Ffigur 3, mae'r VOUT foltedd allbwn yn pasio drwy ddwy allbwn gwthio-tynnu trywydd cyflym, sy'n gallu gyrru'r cerrynt hyd at 20A, a gall yrru'n gyflym 1700v, 200-300A IGBTs.
3.3 dylunio cyflenwad pŵer gyrru
Yn y dyluniad gyrru, mae cyflenwad pŵer sefydlog yn warant i'r IGBT weithio'n iawn. Mae'r cyflenwad pŵer yn mabwysiadu trawsnewid ymlaen, gallu gwrth-ymyrraeth cryf, dim anwythydd hidlo ar yr ochr eilaidd, ac rhwystriant mewnbwn isel, fel bod foltedd allbwn y cyflenwad pŵer yn dal yn sefydlog o dan amodau llwyth trwm.
Pan gaiff s ei droi ymlaen, + 12v (ar gyfer cyflenwad pŵer cymharol sefydlog, mae manylder uchel) yn cael ei roi ar ochr sylfaenol y trawsnewidydd a'r weindio wedi'i gysylltu â S, ac mae'r ochr eilaidd yn cael ei chywiro trwy gyplu ynni. Pan gaiff S ei ddiffodd, caiff egni'r craidd ei fwydo'n ôl i'r cyflenwad pŵer drwy'r prif ddeuod a'i weindio cysylltiedig i ailosod craidd y trawsnewidydd. Mae'r 555 amserydd wedi'i gysylltu ag aml-gymhellydd. Mae potensial y droed 2 a'r droed 6 yn cael ei newid rhwng 4 ac 8 v drwy godi a gollwng C1, fel bod troed 3 yn allbynnu signal ton foltedd sgwâr, a bod y signal ton sgwâr yn cael ei ddefnyddio i reoli agoriad yr S. A chau i lawr. Mae + 12v yn codi C1 trwy R1 a D2, ei amser codi yw 1≈R1C2ln2; amser rhyddhau 2 = R2C1ln2, mae'n cynhyrchu lefel uchel wrth godi tâl, ac yn allbynnu lefel isel wrth ollwng. Felly, y gymhareb ddyletswydd = 1 / (1 + 2).
Dyluniwyd y trawsnewidydd yn unol â'r paramedrau canlynol: mae'r ochr wreiddiol wedi'i chysylltu â + 12v, 60kHz yw'r amledd, ac mae'r dwysedd ymsefydlu anwythiad gweithredol Bw yn O. 15T, ochr eilaidd + 15v allbwn 2A, allbwn -5v 1 A, effeithlonrwydd n = 80%, ffactor llenwi ffenestri Km yw O. 5. Y ffactor llenwi craidd Kc yw 1, ac mae dwysedd presennol gwifren y coil d yn 3 A / mm2. Pŵer allbwn
PT = (15 + O.6) × 2 × 2 + (5 + O.6) × 1 × 2 = 64W.
Gan y bydd foltedd allbwn y cyflenwad pŵer gyrru yn gostwng ar ôl ei lwytho, ystyriwch gynyddu'r cylchred amledd a dyletswydd i sefydlogi'r foltedd allbwn mewn cymwysiadau ymarferol.
4 Casgliad
Mae'r papur hwn yn dylunio cylched yrru sy'n gallu gyrru 1400V, 200 ~ 300A IGBT. Mae cydgysylltu'r ddau IGBTs (braich yr un bont) yn cael ei wireddu ar y caledwedd, ac mae ffynhonnell pŵer gyrru sy'n gallu cyflenwi pŵer yn uniongyrchol i'r ddau IGBT wedi'i gynllunio.
Gellir rhannu HCPL-316J yn ddwy ran: mewnbwn IC (chwith) ac allbwn IC (ar y dde). Gall y mewnbwn a'r allbwn fodloni gofynion gyrru foltedd uchel a phŵer uchel IGBT yn llawn.
Mae swyddogaeth pob pin fel a ganlyn:
Pwynt 1 (VIN +) mewnbwn signal ymlaen;
Mewnbwn signal cefn 2 (VIN-);
Mae pin 3 (VCG1) wedi'i gysylltu â'r cyflenwad pŵer mewnbwn;
Sail mewnbwn pin 4 (GND);
Mewnbwn ailosod sglodion traed 5 (RESERT);
Allbwn namau traed 6 (FAULT), pan fydd nam yn digwydd (is-dagage foltedd ymlaen ymlaen neu gylched fer IGBT), mae'r signal nam yn allbwn trwy'r optocoupler;
Pin prawf 7 (VLED1 +), prawf prawf optocoupler, ataliad;
Mae Pin 8 (VLED1-) wedi'i seilio;
Mae Pin 9, troed 10 (VEE) yn darparu foltedd gwrthdro i'r IGBT;
Mae pin 11 (VOUT) yn allbynnu signal gyrru i yrru'r IGBT;
Cyflenwad pŵer casglwr tiwb Darlington 12 troedfedd (VC);
Mae pin 13 (VCC2) yn gyrru'r ffynhonnell foltedd;
Paentio datgeliad cerrynt cylched byr IGBT 14 (DESAT);
Pin prawf 15 (VLED2 +), prawf prawf optocoupler, ataliad;
Mae Traed 16 (VE) yn cynhyrchu sail gyfeirio.
Os yw VIN + fel arfer yn cael ei fewnbynnu, nid oes gan pin 14 signal dros dro, ac mae VCC2-VE = 12v yn golygu bod y foltedd gyrru ymlaen yn normal, mae signal y gyriant yn allbynnu lefel uchel, ac mae'r signal nam a lefel is-signal signal yn isel. Yn gyntaf, caiff y tri signalau eu mewnbynnu i JP3, mae D yn isel, mae B yn isel, ac mae 50 × DMOS i ffwrdd. Ar hyn o bryd, mae pedwar cyflwr mewnbwn JP1 yn isel, yn uchel, yn isel, ac yn isel o'r top i'r gwaelod, ac mae pwynt uchel pwynt A yn gyrru'r tiwb Darlington tri cham ymlaen, ac mae'r IGBT hefyd troi ymlaen.