Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Драйверы полевых транзисторов




 

Драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов - устройства для управления мощными полупроводниковыми приборами в выходных каскадах преобразователей электрической энергии. Они используются в качестве промежуточного звена между управляющей схемой (контроллером или цифровым сигнальным процессором) и мощными исполнительными элементами.

Этапы развития энергетической (силовой) электроники определяются достижениями в технологиях силовых ключей и их схем управления. Доминирующим направлением в энергетической электронике является повышение рабочих частот конверторов, входящих в состав импульсных источников питания. Преобразование электроэнергии на более высоких частотах позволяет улучшить удельные массогабаритные характеристики импульсных трансформаторов, конденсаторов и дросселей фильтров. Динамические и статические параметры силовых приборов постоянно улучшаются, но мощными ключами надо еще и эффективно управлять. Для сбалансированного взаимодействия между управляющей схемой и выходными каскадами и предназначены мощные высокоскоростные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов. Драйверы имеют высокие выходные токи (до 9 А), малые длительности фронта, спада, задержки и другие интересные отличительные особенности. Классификация драйверов приведена на рисунке 2.15.

 

Рисунок 2.15 -Классификация драйверов

 Драйвер должен иметь, по крайней мере, один внешний вывод (в двухтактных схемах два), который относится к обязательным. Он может служить как предварительным импульсным усилителем, так непосредственно ключевым элементом в составе импульсного источника питания.

В качестве управляемого прибора в силовых схемах различного назначения могут применяться биполярные транзисторы, МОП – транзисторы и приборы триггерного типа (тиристоры, симисторы). Требования, предъявляемые к драйверу, осуществляющему оптимальное управление в каждом из этих случаев различны. Драйвер биполярного транзистора должен управлять током базы при включении и обеспечивать рассасывание неосновных носителей в базе на этапе выключения. Максимальные значения тока управления при этом мало отличаются от усредненных на соответствующем интервале. МОП – транзистор управляется напряжением, однако в начале интервалов включения и выключения драйвер должен пропускать большие импульсные токи заряда и разряда емкостей прибора. Приборы же триггерного типа требуют формирования короткого импульса тока только в начале интервала включения, поскольку выключение (коммутация) у наиболее распространенных  приборов происходит по основным, а не управляющим электродам. Всем этим требованиям в той или иной степени должны удовлетворять соответствующие драйверы.

    На рисунках 2.16…2.18 представлены типовые схемы включения биполярного и полевого МОП – транзисторов с использованием одного транзистора в драйвере. Это так называемые схемы с пассивным выключением силового транзистора. Как видно из рисунка, по структуре драйвера схемы эти вполне идентичны, что позволяет использовать одни и те же схемы для управления транзисторами обоих типов. В этом случае рассасывание носителей, накопленных в структуре транзистора, происходит через пассивный элемент – внешний резистор. Сопротивление его, шунтирующее управляющий переход не только при выключении, но и на интервале включения, не может быть выбрано слишком малым, что ограничивает скорость рассасывания заряда.

    Для увеличения быстродействия транзистора и создания высокочастотных ключей необходимо снизить сопротивление цепи сброса заряда. Это осуществляется с помощью транзистора сброса, включаемого только на интервале паузы. Соответствующие схемы управления биполярным и МОП – транзисторами представлены на рисунке 2.17.

                              а)                                          б)

Рисунок 2.16 - Драйверы с пассивным выключением силового транзистора

                             а)                                             б)

Рисунок 2.17 - Драйверы с тотемным выходом

 

Такую схему управления принято называть схемой с тотемным выходом (Totem pole), а соответствующие транзисторы – транзистором питания (Source) и сброса (Sink).

    Из рисунка 2.18 видно, что тотемный выход можно использовать не только для непосредственного управления биполярными и полевыми транзисторами, но и для управления через развязывающий трансформатор. В этом случае управление можно применять для любой топологии конвертора (с развязанным и не развязанным выходом), что делает такую структуру особенно ценной и приводит к широкому применению тотемных выходов для управления МОП – транзисторами.    

 

                      а)                                             б)

Рисунок 2.18 - Управление транзистором через развязывающий трансформатор

 

Контрольные вопросы

1. Классификация источников вторичного электропитания.

2. Современная элементная база импульсных источников вторичного электропитания.

3. Преимущества импульсных источников вторичного электропитания с бестрансформаторным входом.

 

Вопросы тестового контроля

 

 

1. Коэффициент полезного действия импульсных источников вторичного электропитания лежит в диапазоне (%):

 

    а) 20…40

б) 40…60

в) 30…50

г) 70…80

 

Ответ: г

 

 

2. Коэффициент полезного действия линейных источников вторичного электропитания лежит в диапазоне (%):

 

  а) 20…40

б) 40…60

в) 30…50

г) 70…80

 

Ответ: в

 

3. Удельная мощность линейных источников вторичного электропитания лежит в диапазоне (Вт/дм3):

 

  а) 1…10

б) 10…30

в) 30…40

г) 50…80

д) 140…200

 

Ответ: а

 

4. Удельная мощность импульсных источников вторичного электропитания лежит в диапазоне (Вт/дм3):

 

  а) 1…10

б) 10…30

в) 30…40

г) 50…80

д) 140…200

 

Ответ: д

 

5. В структурной схеме импульсного компенсационного ИВЭП блок 1 является ...

 

 

    а) схемой сравнения

    б) источником эталонного напряжения

    в) модулятором

    г) делителем напряжения

 

Ответ: в

 

 

6. В структурной схеме импульсного компенсационного ИВЭП блок 2 является …..

 

 

    а) схемой сравнения

    б) источником эталонного напряжения

    в) модулятором

    г) делителем напряжения

д) усилителем импульсов

е) регулирующим элементом

 

Ответ: д

 

7. В структурной схеме импульсного компенсационного ИВЭП блок 3 является …..

 

 

    а) схемой сравнения

    б) источником эталонного напряжения

    в) модулятором

    г) регулирующим элементом

д) усилителем импульсов

 

Ответ: г

 

 

8. В структурной схеме импульсного компенсационного ИВЭП блок 4 является …..

 

 

    а) схемой сравнения

    б) источником эталонного напряжения

    в) модулятором

    г) делителем напряжения

д) усилителем импульсов

е) регулирующим элементом

 

Ответ: а

 

9. Коэффициентом мощности называется отношение … мощности переменного тока, к …. мощности.

 

Ответ: активной (первое), полной (второе)

 

 

10. На рисунке изображена схема ИВЭП …

 

 

 

а) импульсного компенсационного

б) импульсного параметрического

в) нестабилизированного

г) многоканального с индивидуальной стабилизацией

д) двойного преобразования

 

 

Ответ: г

 










Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 210.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...