IGBT-sähköisen elektronisen laitteen käyttö
Olemme suuri painotalo Shenzhenissä Kiinassa. Tarjoamme kaikki kirjajulkaisut, kovakantinen kirjapaino, paperi-kirjapaino, kovakantinen muistikirja, sprial-kirjapaino, satulan kirjapaino, vihkotulostus, pakkauslaatikko, kalenterit, kaikenlaiset PVC-tuotteet, tuotekohtaiset esitteet, muistiinpanot, lasten kirja, tarrat, kaikki Erilaisia erikoispaperitulostustuotteita, pelikortteja ja niin edelleen.
Lisätietoja on osoitteessa
http://www.joyful-printing.com. Vain ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
sähköposti: info@joyful-printing.net
IGBT: itä käytetään laajalti taajuusmuuttajien ja erilaisten virtalähteiden edustamissa tehoelektroniikkalaitteissa. IGBT: ssä yhdistyvät kaksisuuntaisten teho-transistoreiden ja tehon MOSFETien edut, ja niillä on etuja jännitekontrollista, suurista sisäänmenoimpedansseista, pienestä ajotehosta, yksinkertaisesta ohjauspiiristä, pienistä kytkentähäviöistä, nopeasta kytkentänopeudesta ja suuresta toimintataajuudesta.
IGBT: t, kuten muutkin sähköelektroniikka, riippuvat kuitenkin piirin olosuhteista ja kytkentäympäristöistä. Siksi IGBT: n ajo- ja suojapiiri on piirisuunnittelun vaikeus ja tarkennus, ja se on koko laitteen toiminnan keskeinen linkki.
1 IGBT-käyttöominaisuudet
IGBT on jännite-tyyppinen ohjauslaite, joka vaatii hyvin vähän käyttövirtaa ja käyttötehoa ja joka voidaan liittää suoraan analogiseen tai digitaaliseen toimintolohkoon ilman lisäliitäntäpiirejä. IGBT: n kytkemistä ja katkaisemista ohjaa porttijännite UGE. Kun UGE on suurempi kuin käynnistysjännite UGE (th), IGBT kytketään päälle. Kun portin ja emitterin väliin syötetään taaksepäin tai ei signaalia, IGBT kytketään pois päältä. Rikki.
Tavanomaisen transistorin tapaan IGBT voi toimia lineaarisella vahvistusalueella, kylläisyysalueella ja katkaisualueella, ja sitä käytetään pääasiassa kytkinlaitteena. Käyttöpiirissä IGBT: n kyllästys- ja poiskytkentätutkimuksia tutkitaan pääasiassa siten, että kääntyvä nouseva reuna ja katkaiseva reuna ovat jyrkkiä.
2 IGBT-käyttöpiirin vaatimukset
Seuraavia kohtia on noudatettava suunniteltaessa IGBT-ohjainta.
1) Porttikäytön jännitteen suuruudella on merkittävä vaikutus piirin suorituskykyyn ja se on valittava oikein. Kun eteenpäin suuntautuva jännite kasvaa, IGBT: n on-resistanssi pienenee, jolloin kytkentähäviö vähenee. Jos kuitenkin eteenpäin kulkeva jännite on liian suuri, oikosulkuvirta IC kasvaa UGE: n kanssa, kun kuorma on oikosulussa, mikä voi aiheuttaa IGBT: n pidätystehon, mikä johtaa porttivirheeseen. Tämän seurauksena IGBT on vaurioitunut; jos eteenpäin suuntautuva jännite on liian pieni, IGBT poistuu kylläisyyden johtamisalueelta ja menee lineaariseen vahvistuskoh- taan, mikä aiheuttaa IGBT: n ylikuumenemisen ja vahingoittumisen; käytössä, 12V
2) IGBT: n nopea kytkentä ja sammuminen on hyödyllistä käyttötaajuuden lisäämiseksi ja kytkentähäviön pienentämiseksi. IGBT: n kytkentätaajuuden ei kuitenkaan pitäisi olla liian suuri suurissa induktiivisissa kuormituksissa, koska suurten nopeuksien kytkeminen päälle ja pois päältä johtaa suuriin huippujännitteisiin, mikä voi aiheuttaa IGBT: n tai muiden komponenttien hajoamisen.
3) Sopivan porttivastuksen RG ja porttikapasitanssin CG valitseminen on tärkeää IGBT: n ajamisen kannalta. RG on pieni, lataus-purkautumisaikavakio porttiantureiden välillä on suhteellisen pieni, mikä aiheuttaa suuren virran kytkemisen yhteydessä, mikä vahingoittaa IGBT: tä; RG on suurempi, mikä on hyödyllistä vaimentaa dvce / dt, mutta lisää kytkentäaikaa ja vaihtaa IGBT: n häviötä. . Sopiva CG on hyvä estämään dic / dt, CG on liian suuri ja aika on viivästynyt. Jos CG on liian pieni, dic / dt: n tukahduttamisen vaikutus ei ole ilmeinen.
4) Kun IGBT on kytketty pois päältä, IGBT: n ja piirin loiset parametrit häiritsevät helposti portin emitterijännitettä, mikä aiheuttaa portin emitterijännitteen aiheuttamaan laitteen johtamattomuuden. Tämän estämiseksi voidaan vastukset kytkeä yhdensuuntaisesti porttien väliin. Lisäksi käytännön sovelluksissa, jotta estetään suurjänniteputket portin käyttöpiirissä, on edullista liittää kaksi käänteissarjaa Zener-diodia ruudukoiden väliin ja jännitteen säätöarvon tulisi olla sama kuin positiivinen ja negatiivinen portin jännitteet.
3 HCPL-316J -käyttöpiiri
3.1 HCPL-316J: n sisäinen rakenne ja toimintaperiaate
Jos IGBT: ssä on ylivirtasignaali (nasta 14 havaitsee IGBT-kollektorin jännitteen = 7V), ja syöttöohjaussignaalia käytetään edelleen nasta 1, alijännitesignaali on alhainen, ja B-lähtö on alhainen, kolmas B -taso Darlington Putki sammutetaan, 1 × DMOS kytketään päälle ja IGBT-porttien välinen jännite lasketaan hitaasti hitaasti laskevan porttijännitteen saavuttamiseksi. Kun VOUT = 2V, toisin sanoen VOUT antaa alemman tason, C-pisteestä tulee matala taso, piste B on korkea, 50 × DMOS on kytketty päälle ja IGBT-porttiryhmä purkautuu nopeasti. Vikalinjalla oleva signaali kulkee optocouplerin läpi ja kulkee sitten RS-fllip-flopin läpi, ja Q-lähtö on korkea, joten tulooptimointi on estetty. Samalla tavalla on mahdollista analysoida vain alijännitteen ja alijännitteen ja ylivirtatilanteen tilanne.
3.2 käyttöpiirin suunnittelu
HCPL-316J: n vasemmalla puolella olevat VIN +, FAULT ja RESET on liitetty mikrotietokoneeseen. R7, R8, R9, D5, D6 ja C12 tarjoavat tulonsuojauksen estääkseen liiallisen tulojännitteen vahingoittamasta IGBT: tä, mutta suojapiiri saa aikaan noin 1μs viiveen, joka ei sovellu käytettäväksi, kun kytkentätaajuus ylittää 100 kHz. Q3 on tärkein lukitusfunktio. Kun molemmat PWM-signaalit (sama siltavarsi) ovat korkealla tasolla, Q3 kytketään päälle, vetämällä sisääntulotasoa alhaiseksi, niin että lähtö on myös alhainen. Lukitussignaalit Interlock ja Interlock2 kuviossa 3 on liitetty toiseen 316J Interlock2: een ja Interlock1: ään. R1 ja C2 osallistuvat vikailmoituksen vahvistamiseen ja suodattamiseen. Kun on häiriösignaali, mikrotietokone voi hyväksyä tiedot oikein.
Lähdössä R5 ja C7 liittyvät nopeuteen, jolla IGBT on kytketty päälle ja kytkentähäviö. C7: n lisääminen voi vähentää merkittävästi dic / dt. Laske ensin porttivastus: missä ION on porttivirta, joka on syötetty IGBT: hen, kun se on kytketty päälle. Jotta IGBT käynnistyy nopeasti, IONMAX-arvo on 20A. Lähtö alhainen VOL = 2v.
C3 on erittäin tärkeä parametri, tärkein on latausviive. Kun järjestelmä käynnistyy ja siru alkaa toimia, koska jännite IGBT: n kollektorin C-päätelaitteessa on edelleen paljon suurempi kuin 7V, jos ei ole C3: ta, oikosulkuhäiriösignaali annetaan virheellisesti, ja lähtö kytketään suoraan pois päältä. Kun siru toimii normaalisti, jos kollektorin jännite nousee välittömästi, se palaa normaalisti välittömästi. Jos C3: ta ei ole, annetaan virhesignaali IGBT: n sammuttamiseksi vahingossa. Jos C3-arvo on kuitenkin liian suuri, järjestelmän vaste on hidas, ja kyllästymisen tapauksessa IGBT voi palaa ulos viiveajassa, eikä oikea suojausvaikutus saavuteta. C3: n arvo on 100pF ja viive on aika
Keräilijän ilmaisupiirissä kaksi diodia on kytketty sarjaan, mikä voi parantaa yleistä käänteisvastusjännitettä, mikä lisää ajojännitetasoa, mutta diodin käänteinen palautumisaika on pieni, ja kukin taaksepäin kestävä jännitteen taso on 1000V. Yleensä BYV261E on valittu ja käänteinen palautumisaika on 75 ns. R4: n ja C5: n rooli on säilyttää HCLP-316J: n pehmeät sammutusominaisuudet ylivirta-signaalin jälkeen. Periaatteena on, että C5 saavuttaa pehmeän sammumisen sisäisen MOSFETin purkamisen kautta. Kuvassa 3 lähtöjännite VOUT kulkee kahden nopean triodin työntövoiman kautta, jotka voivat ajaa virtaa 20A: een asti ja voivat nopeasti ajaa 1700v, 200-300A IGBT: tä.
3.3. Virtalähteen suunnittelu
Taajuusmuuttajan rakenteessa vakaa virtalähde on takuu siitä, että IGBT toimii oikein. Virtalähde ottaa eteenpäin muuntamisen, voimakkaan häiriönestokyvyn, ei suodattimen induktoria toisella puolella ja pienen tulon impedanssin, niin että virtalähteen lähtöjännite on edelleen vakaa raskaissa kuormitusolosuhteissa.
Kun s on kytketty päälle, + 12v (suhteellisen vakaan virtalähteen, korkean tarkkuuden) jännitteelle syötetään muuntajaa ja S-liitäntään kytketty käämi, ja toissijainen puoli korjataan energialiitännällä. Kun S on kytketty pois päältä, ytimen energia syötetään takaisin virtalähteeseen primaaridiodin ja sen kytketyn käämin kautta muuntajan ytimen palauttamiseksi. 555-ajastin on kytketty multivibraattoriin. Jalan 2 ja jalkan 6 potentiaali vaihdetaan välillä 4 - 8 v lataamalla ja purkaamalla C1 siten, että jalka 3 antaa jännitteen neliösignaalin ja neliöaalto signaalia käytetään ohjaamaan S: n aukkoa. Ja suljetaan. + 12v: n lataukset C1: stä R1: ään ja D2: een, sen latausaika on t1≈R1C2ln2; purkausaika t2 = R2C1ln2, se antaa korkean tason latauksen aikana ja antaa matalan tason purkautumisen aikana. Sen vuoksi tulosuhde = t1 / (t1 + t2).
Muuntaja on suunniteltu seuraavien parametrien mukaisesti: alkuperäinen puoli on kytketty + 12v: iin, taajuus on 60 kHz, ja työmagneettinen induktiointensiteetti Bw on O. 15T, toissijainen puoli + 15v ulostulo 2A, -5v ulostulo 1 A, teho n = 80%, ikkunan täyttökerroin Km on O. 5. Ytimen täyttötekijä Kc on 1, ja kelajohdon virrantiheys d on 3 A / mm2. Lähtöteho
PT = (15 + O.6) × 2 × 2 + (5 + O.6) × 1 × 2 = 64W.
Koska käyttöjännitteen syöttöjännite pienenee lataamisen jälkeen, harkitse taajuuden ja käyttöjakson lisäämistä lähtöjännitteen vakauttamiseksi käytännön sovelluksissa.
4. Yhteenveto
Tämä paperi suunnittelee käyttöpiirin, joka voi ajaa 1400V, 200 ~ 300A IGBT. Kahden IGBT: n (sama siltavarsi) lukitus toteutetaan laitteistolla, ja suunnitellaan käyttövoimalähde, joka kykenee suoraan syöttämään virtaa kahdelle IGBT: lle.
HCPL-316J voidaan jakaa kahteen osaan: tulo IC (vasen) ja lähtö IC (oikea). Tulo ja lähtö voivat täyttää korkean jännitteen ja suuritehoisen IGBT-aseman vaatimukset.
Jokaisen nastan toiminta on seuraava:
Pin 1 (VIN +) eteenpäin tulevan signaalin tulo;
Nastan 2 (VIN-) käänteissignaalin tulo;
Tappi 3 (VCG1) on kytketty syöttöjännitteeseen;
Tappi 4 (GND);
Jalka 5 (RESERT) sirun nollaustulo;
Jalka 6 (VIKA) vikailmoitus, kun vika ilmenee (lähtöjännitteen alijännite tai IGBT-oikosulku), vikailmoitus lähetetään optocouplerin kautta;
Tappi 7 (VLED1 +) optokytkimen testitappi, jousitus;
Pin 8 (VLED1-) on maadoitettu;
Nasta 9, jalka 10 (VEE) antaa käänteisen jännitteen IGBT: lle;
Pin 11 (VOUT) antaa taajuusmuuttajasignaalin IGBT: n ajamiseksi;
Jalka 12 (VC) kolmivaiheinen Darlington-putkikollektorivirtalähde;
Pin 13 (VCC2) ajaa jännitelähdettä;
Tappi 14 (DESAT) IGBT-oikosulkuvirta;
Tappi 15 (VLED2 +) optokytkimen testitappi, jousitus;
Jalka 16 (VE) antaa vertailualueen.
Jos VIN + on normaalisti tulossa, nastassa 14 ei ole ylivirtasignaalia, ja VCC2-VE = 12v tarkoittaa, että lähtöjännitteen lähtöjännite on normaali, taajuusmuuttajasignaali antaa korkean tason ja vikailmoituksen ja alijännitesignaalin ulostulon alhaiseksi. Ensinnäkin kolme signaalia syötetään JP3: een, D on matala, B on pieni ja 50 × DMOS on pois päältä. Tällä hetkellä JP1: n tulon neljä tilaa ovat matalat, korkeat, matalat ja matalat ylhäältä alas, ja pisteen A yläpiste ajaa kolmivaiheisen Darlington-putken kytkemisen päälle ja IGBT on myös käytössä.