IGBT võimsuse elektroonilise seadme kasutamine
Meil on suur trükifirma Shenzhen Hiinas. Pakume kõiki raamatute väljaandeid, kõvakaanega trükitud trükiseid, paberraamatute trükkimist, kõvakaanelist sülearvutit, spiraaltrükki, sadula stiching-raamatu trükkimist, brošüüri trükkimist, pakenduskasti, kalendreid, igat liiki PVC-d, tootebrošüüre, märkmeid, lasteraamatut, kleebiseid, kõiki liiki spetsiaalseid paberivärvi trükkimise tooteid, mängukaarti ja nii edasi.
Lisateabe saamiseks külastage
http://www.joyful-printing.com. Ainult ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
e-post: info@joyful-printing.net
IGBT-sid kasutatakse laialdaselt võimsuse elektroonilistes seadmetes, mida esindavad inverterid ja mitmesugused toiteallikad. IGBT ühendab bipolaarse jõutransistori ja võimsuse MOSFETi eelised ning omab eeliseid pingekontrollist, suurest sisendimpedantsist, väikesest juhtimisvõimest, lihtsast juhtimisahelast, väikestest lülituskaotustest, kiirest lülituskiirusest ja kõrgest töösagedusest.
Samas sõltuvad IGBT-d nagu teised võimsuselektroonika vooluahela tingimused ja lülituskeskkonnad. Seetõttu on IGBT juhtimis- ja kaitselülitus vooluringi ülesehituse raskus ja fookus ning see on kogu seadme töö peamine link.
1 IGBT tööomadused
IGBT on pinge tüüpi juhtimisseade, mis vajab väga vähe ajami ja ajami võimsust ning mida saab otse ühendada analoog- või digitaalse funktsiooniplokiga ilma täiendava liidese lülituseta. IGBT sisselülitamist ja väljalülitamist juhitakse väravapinge UGE abil. Kui UGE on suurem kui sisselülituspinge UGE (th), lülitatakse IGBT sisse. Kui värava ja emitteri vahel rakendatakse tagurpidi või mingit signaali, lülitatakse IGBT välja. Katki.
Sarnaselt tavalisele transistorile võib IGBT töötada lineaarse võimenduse piirkonnas, küllastumispiirkonnas ja katkestuspiirkonnas ning seda kasutatakse peamiselt lülitusseadmena. Ajami ahelas uuritakse peamiselt IGBT küllastuse ja väljalülitamise olekuid, nii et sisselülitatav tõusev serv ja väljalülitatav langev serv on järsud.
2 IGBT-juhtimisahela nõudeid
IGBT-draiveri projekteerimisel tuleb järgida järgmisi punkte.
1) Värava ettepoole juhitava pinge suurusel on oluline mõju vooluahela jõudlusele ja see tuleb valida õigesti. Kui edasiliikumise pinge suureneb, väheneb IGBT-i vastupanuvõime, nii et sisselülituskao väheneb. Kui aga edasiliikumise pinge on liiga suur, suureneb lühisvool IC-ga, kui koormus on lühis, mis võib põhjustada IGBT-le hoidmisefekti, mille tulemuseks on värava ebaõnnestumine. Selle tulemusena on IGBT kahjustatud; kui edasiliikumise pinge on liiga väike, väljub IGBT küllastuse juhtimispiirkonnast ja siseneb lineaarsesse võimenduspiirkonda, põhjustades IGBT ülekuumenemise ja kahjustumise; kasutamisel on eelistatud 12V
2) IGBT kiire sisselülitamine ja väljalülitamine on kasulik töösageduse suurendamiseks ja lülituskao vähendamiseks. IGBT lülitussagedus ei tohiks siiski olla suurte induktiivkoormuste korral liiga suur, sest suure kiirusega sisselülitamine ja väljalülitamine toovad kaasa suure tipppinge, mis võib põhjustada IGBT või muude komponentide lõhkumise.
3) IGBT juhtimise seisukohalt on oluline valida sobiva väravavaheseeria RG ja värava mahtuvus CG. RG on väike, väravaheitjate vaheline laengu-tühjenemise ajakonstant on suhteliselt väike, mis põhjustab sisselülitamisel suure voolu, mis kahjustab IGBT-d; RG on suurem, mis on kasulik dvce / dt pärssimiseks, kuid suurendab IGBT lülitusaega ja lülituskaotust. . Sobiv CG on hea dic / dt pärssimiseks, CG on liiga suur ja aeg on edasi lükatud. Kui CG on liiga väike, ei ole dic / dt summutamise mõju ilmne.
4) Kui IGBT on välja lülitatud, häirivad värava emitteri pinge kergesti IGBT ja vooluahela parasiitparameetrid, põhjustades värava emitteri pinge, mis põhjustab seadme juhtivuse. Selle vältimiseks saab väravate vahel paralleelselt ühendada takisti. Lisaks sellele on praktilistes rakendustes, et vältida kõrget pingetõkkeid väravavooluahelas, on soovitav ühendada kaks tagasivoolu Zener-dioodi restide vahel paralleelselt ja pinge reguleerimise väärtus peaks olema sama, mis positiivne ja negatiivne värava pinged.
3 HCPL-316J ajamahel
3.1 HCPL-316J sisemine struktuur ja tööpõhimõte
Kui IGBT-l on ülevoolu signaal (tihvt 14 tuvastab pinge IGBT kollektoril = 7V) ja sisendajamissignaali rakendatakse jätkuvalt tihvtile 1, on alarõhu signaal madal ja B-väljund on väike, kolmas väljundsignaal on madal, kolmas -taseme Darlington Toru on välja lülitatud, 1 × DMOS on sisse lülitatud ja pinge IGBT väravate vahel aeglaselt langeb, et saavutada aeglane langev värav. Kui VOUT = 2V, see tähendab VOUT väljendab madalat taset, muutub C-punkt madalaks, punkt B on kõrge, 50 × DMOS on sisse lülitatud ja IGBT-i väravagregaat on kiiresti tühi. Vooluliini signaal läheb läbi optocoupler ja seejärel läbib RS flip-flopi ning Q väljund on kõrge, nii et sisendoptori blokeeritakse. Samamoodi on võimalik analüüsida ainult alapinge olukorda ning alapinge ja ülevoolu olukorda.
3.2
HCPL-316J vasakul küljel asuv VIN +, FAULT ja RESET on vastavalt ühendatud arvutiga. R7, R8, R9, D5, D6 ja C12 annavad sisendkaitse, et vältida liigset sisendpinget IGBT kahjustamise eest, kuid kaitseahel tekitab umbes 1μs viivituse, mis ei sobi kasutamiseks, kui lülitussagedus ületab 100 kHz. Q3 on kõige olulisem blokeerimisfunktsioon. Kui mõlemad PWM-signaalid (sama silla käepide) on kõrgel tasemel, lülitatakse Q3 sisse, tõmmates sisendtaseme madalale, nii et väljund on samuti madal. Lukustussignaalid Interlock ja Interlock2 joonisel 3 on ühendatud teise 316J Interlock2 ja Interlock1-ga. R1 ja C2 mängivad rolli veateate võimendamisel ja filtreerimisel. Häiresignaali korral võib mikroarvuti informatsiooni õigesti vastu võtta.
Väljundi korral on R5 ja C7 seotud kiirusega, millega IGBT on sisse lülitatud ja lülituskao. C7 suurendamine võib oluliselt vähendada dic / dt. Esmalt arvutage värava takistus: kus ION on sisselülitamisel IGBT-sse sisestatud värava vool. IGBT kiireks sisselülitamiseks on IONMAX väärtus 20A. Väljund on madal VOL = 2v.
C3 on väga oluline parameeter, kõige olulisem on tasumise viivitus. Kui süsteem käivitub ja kiip hakkab tööle, kuna pinge IGBT kollektori C terminalis on endiselt palju suurem kui 7 V, kui puudub C3, antakse lühisvea signaal ekslikult ja väljund lülitatakse otse välja. Kui kiip töötab normaalselt, siis kui kollektori pinge tõuseb koheselt, taastub see kohe normaalseks. Kui puudub C3, väljastatakse veateade, et muuta IGBT ekslikult. Kui aga C3 väärtus on liiga suur, on süsteemi reaktsioon aeglane ja küllastuse korral võib IGBT põlemisaja jooksul põletada ja õige kaitseefekti ei saavutata. C3 väärtus on 100 pF ja viivitus on aeg
Kollektori avastamise ahelas on ühendatud kaks diooni, mis võivad parandada üldist tagasipööramispinget, suurendades seeläbi juhtpinge taset, kuid dioodi tagasipööramise aeg on väike ja iga tagasikäigu pinge tase on 1000V. Üldiselt on valitud BYV261E ja tagasivõtmise aeg on 75 ns. R4 ja C5 roll on säilitada HCLP-316J pehme sulgemise omadused pärast ülevoolu signaali. Põhimõte on, et C5 saavutab sisemise MOSFETi tühjendamise kaudu pehme väljalülituse. Joonisel fig 3 läbib väljundpinge VOUT läbi kahe kiire triodiga tõukejõu väljundi, mis suudavad juhtida voolu kuni 20A ja võivad kiiresti sõita 1700v, 200-300A IGBT-sid.
3.3. Jõuallikate projekteerimine
Ajami konstruktsioonis on stabiilne toiteallikas garantii, et IGBT töötab korralikult. Toiteallikas võtab kasutusele edasiliikumise, tugeva interferentsi võime, mitte sekundaarse filtri induktori ja madala sisendimpedantsi, nii et toiteallika väljundpinge on rasketes koormustingimustes endiselt stabiilne.
Kui s on sisse lülitatud, rakendatakse trafo primaarsele küljele + 12v (suhteliselt stabiilse toiteallikana, suure täpsusega) ja S-ga ühendatud mähisega ning sekundaarne pool parandatakse energiaühenduse abil. Kui S on välja lülitatud, juhitakse tuuma energia tagasi toiteallikasse läbi primaarse dioodi ja selle ühendatud mähise, et saavutada trafo tuuma nullimine. 555 taimer on ühendatud multivibraatoriga. Jalgade 2 ja jala 6 potentsiaali muudetakse vahemikus 4 kuni 8 v, laadides ja tühjendades C1 nii, et jalg 3 väljendab pinge ruudu laine signaali ja ruudu laine signaali kasutatakse S. avamise juhtimiseks. Ja sulgege. + 12v laeb C1 kuni R1 ja D2, selle laadimisaeg on t1≈R1C2ln2; tühjenemisaeg t2 = R2C1ln2, see väljastab laadimise ajal kõrge taseme ja väljastab tühjakslaadimisel madala taseme. Seetõttu on tollisuhe = t1 / (t1 + t2).
Trafo on projekteeritud järgmiste parameetrite järgi: algne külg on ühendatud + 12v-ga, sagedus on 60kHz ja töötav magnetiline induktsiooni intensiivsus Bw on O. 15T, sekundaarne külg + 15v väljund 2A, -5v väljund 1 A, efektiivsus n = 80%, akna täitmistegur Km on O. 5. Südamiku täitmistegur Kc on 1 ja mähisvoolu tihedus d on 3 A / mm2. Väljundvõimsus
PT = (15 + O.6) × 2 × 2 + (5 + O.6) × 1 × 2 = 64W.
Kuna pärast laadimist väheneb juhtpinge väljundpinge, kaaluge sageduse ja töötsükli suurendamist, et stabiliseerida väljundpinge praktilistes rakendustes.
4. Järeldus
Käesolevas dokumendis on välja töötatud juhtimisahel, mis võib juhtida 1400V, 200 ~ 300A IGBT. Kahe IGBT (sama sildaruumi) blokeerimine toimub riistvaral ja on loodud jõuallikas, mis on võimeline vahetult varustama kahte IGBT-d.
HCPL-316J võib jagada kaheks osaks: sisend IC (vasak) ja väljund IC (parem). Sisend ja väljund vastavad täielikult kõrgepinge ja suure võimsusega IGBT-draivi nõuetele.
Iga tihvti funktsioon on järgmine:
Pin 1 (VIN +) ettepoole suunatud signaali sisend;
Pistik 2 (VIN-) tagasipööratud signaali sisend;
Pistik 3 (VCG1) on ühendatud sisendpingega;
Pistiku 4 (GND) sisendi alus;
Foot 5 (RESERT) kiibi lähtestamise sisend;
Jalg 6 (FAULT) vea väljund, kui tekib viga (väljundpinge alapinge või IGBT lühis), siis tekib veateade läbi optocoupler;
Pistik 7 (VLED1 +) optokatkestuse test, kinnitus;
Pin 8 (VLED1-) on maandatud;
Nööp 9, jalg 10 (VEE) annab IGBT-le tagasipööramispinge;
Pin 11 (VOUT) väljastab juhtimissignaali IGBT juhtimiseks;
Jalgade 12 (VC) kolmeastmeline Darlingtoni toru kollektori toiteallikas;
Pistik 13 (VCC2) juhib pinge allikat;
Pistiku 14 (DESAT) IGBT lühisvoolu tuvastamine;
Pistik 15 (VLED2 +) optokatkestuse test, kinnitus;
Jalg 16 (VE) väljastab võrdlusaluse.
Kui VIN + on tavaliselt sisend, siis pin 14 ei ole liigvoolu signaali ja VCC2-VE = 12v tähendab, et väljundi edasijõudmise pinge on normaalne, ajami signaal väljendab kõrget taset ning veateade ja alarõhu signaali väljund madalal tasemel. Esiteks sisestatakse kolm signaali JP3-le, D on madal, B on madal ja 50 × DMOS on välja lülitatud. Praegusel ajal on JP1 sisendi neli olekut madalad, kõrged, madalad ja madalad ülevalt alla ja punkti A kõrge punkt viib kolmeastmelise Darlingtoni toru sisse ja IGBT on ka sisse lülitatud.