Драйвер для двигателя на полевых транзисторах схема

Введение

Семейство p-канальных MOSFET-транзисторов компании IXYS обладает всеми основными преимуществами сопоставимых n-канальных MOSFET, такими как очень быстрое переключение, управление с помощью уровня напряжения затвора, простота параллельного соединения и высокая температурная стабильность. Оптимизация паразитного p-n-p-транзистора позволила получить приборы с отличной стабильностью к лавинному пробою . По сравнению с n-канальными силовыми MOSFET со схожей топологией, p-канальные транзисторы имеют лучшую FB-SOA (область безопасной работы при прямом токе) и практически имеют иммунитет к феномену одиночного эффекта выгорания (Single Event Burnout — открытие паразитного биполярного транзистора под воздействием космического излучения: приводит к разрушению прибора) . Но главным преимуществом p-канальных силовых MOSFET является простота управления в схемах верхнего ключа .

Источник питания для управления p-канальным транзистором в схеме верхнего ключа может быть однополярным, в то время как управление n-канальным MOSFET в схеме верхнего ключа требует наличия либо изолированного драйвера, либо импульсного трансформатора, который во многих случаях может работать некорректно. Более того, во многих случаях драйвер нижнего ключа может успешно управлять p-канальным MOSFET в верхнем включении. Такое решение часто позволяет упростить драйвер и снизить общую итоговую стоимость изделия. Главный же недостаток p-канальных MOSFET — более высокое сопротивление в открытом состоянии (R_ds(on)) по сравнению с n-канальными транзисторами. Это означает, что стоимостная эффективность решения на p-канальных MOSFET напрямую связана с оптимизацией по параметру R_ds(on) .

Рис. 1. MOSFET
а) p-канальный;
б) n-канальный

Компания IXYS разработала два семейства p-канальных MOSFET, перекрывающих диапазон напряжений от –50 до –600 В и диапазон токов I_D25 от –10 до –170 А. Таблица для выбора находится на сайте www.ixyspower.com. p-канальные Trench MOSFET в диапазоне от –50 до –150 В предлагают очень низкое сопротивление канала в открытом состоянии, низкий заряд затвора, быстрое переключение и быстрый встроенный диод. Планарные p-канальные MOSFET семейства Polar имеют превосходные динамические и статические характеристики в области напряжений от –100 до –600 В. Оба семейства доступны в лучших в отрасли изолированных корпусах семейства ISOPLUS.

Управление модулями IGBT

Модули IGBT управляются драйверами. Микросхемы вырабатывают управляющие импульсы, обеспечивают коммутацию ключей в нужном частотном диапазоне, согласовывают работу полупроводниковых устройств с блоком управления.

При выборе драйверов для модулей, производители рекомендуют руководствоваться следующими рекомендациями:

Напряжение цепи «коллектор-эмиттер» для снижения динамических потерь и обеспечения стабильной работы транзистора при отпирании ключа должно составлять +15±10% В, при запирании -7…-15 В. Максимальная величина – не более ±20 В.

Длительность импульсов напряжения выхода драйвера должна быть меньше времени коммутации транзисторов в 5-10 раз.

Внутреннее сопротивление драйвера управления должно выбираться в пределах диапазона конкретного модуля с учетом динамических потерь. Это необходимо для исключения перенапряжений, вызванных перезарядкой внутренних индуктивностей.

Напряжение запирания должно обеспечивать гарантированное отключение IGBT при любых условиях.

Для уменьшения помех необходимо подключать драйвер к модулю витой парой или устанавливать плату на контакты управления модулем.

Схема электропитания организовывается следующим образом: вначале напряжение подается на драйвер, затем на модуль.

Для предотвращения эффекта «защелкивания» паразитной p-n-p-n структуры, образуемой модулем и выходным каскадом микросхемы управления, исток биполярной ячейки, общий выход драйвера и отрицательную клемму сглаживающего фильтра присоединяют на общую шину.

Быстродействие и мощность SCALE-2

Набор заказных микросхем SCALE-2, примененный, например, в ядрах драйверов 2SC0108T и 2SC0435T, обеспечивает времена задержки включения и выключения драйвера не более 100 нс. При этом время задержки имеет исключительно низкий разброс не более ±10 нс, включая джиттер и долговременную нестабильность. Для сравнения — технология драйверов, например на основе оптронов, позволяет получить времена задержки включения и выключения уже не менее 500 нс с разбросом не менее нескольких сотен наносекунд. К этому разбросу надо добавить неравномерное старение временных параметров (общая проблема всех драйверов на основе оптронов и оптических систем).

Технология SCALE-2 обеспечивает симметричное переключение каналов драйвера

Очевидным для потребителей преимуществом драйверов SCALE-2 являются стабильные в течение срока службы потери в IGBT-ключах инвертора, а это особенно важно в случае параллельного соединения IGBT-модулей в преобразователе

Параллельное соединение IGBT-модулей

Во многих мощных применениях требуемое значение выходной мощности преобразователя может быть достигнуто только за счет параллельного соединения IGBT-модулей

В такой конфигурации преобразователя особое внимание уделяется мониторингу состояния каждого из IGBT-модулей в группе, поскольку выход из строя хотя бы одного из них приведет к выходу всех оставшихся. Мощность, отдаваемая каждым модулем в параллельной группе, должна быть жестко сбалансирована с оставшимися, переключение транзисторов в группе должно быть синхронизировано

Описанное выше свойство драйверов SCALE-2 — высокая стабильность времен задержки — позволило эффективно применять эти драйверы для синхронного управления высоковольтными модулями в корпусах IHV 130×140 мм и 130×190 мм в параллельных соединениях, используя принцип «ведущий–ведомый» (Master–Slave).

Доступны три семейства одноканальных драйверов M+S от CT-Concept []:

• 1SP0635: 1,2–3,3-кВ IGBT-модули с напряжением изоляции 6 кВ;
• 1SP0340: 4,5-кВ IGBT-модули с напряжением изоляции 6 кВ;
• 1SP0335: 3,3–6,5-кВ IGBT-модули с напряжением изоляции 10,2 кВ.

Все драйверы относятся к группе Plug&Play и обеспечивают работу параллельно включенных IGBT-модулей в режиме Master–Slave. На рис. 5 показан принцип Master–Slave управления параллельно включенными модулями []. Видно, что для управления тремя полумостами в параллельной топологии потребуется два Master-драйвера и четыре Slave-драйвера.

Изоляционная характеристика драйвера

Позволим себе для начала небольшой терминологический экскурс, поясняющий такую часто упоминаемую характеристику драйвера, как вид (степень) изоляции. В полупроводниковой технологии существует несколько способов изоляции полупроводниковых структур, размещаемых на общей подложке. Наиболее распространенный способ — изоляция обратно смещенным p-n-переходом. Драйверы, построенные на основе технологии изоляции схем сдвига уровня (для питания верхнего ключа) посредством p-n-перехода, в принципе не обеспечивают гальванической изоляции, и такая схемотехника в EiceDRIVER не применяется. Используется два способа гальванического разделения входной сигнальной и выходной высоковольтной частей драйверов: трансформаторный (Coreless Transformer) (рис. 2) и SoI — физическое разделение элементов схемы драйвера на уровне кристалла с размещением их в изолированных областях кремния, т. н. технология «кремний-на-изоляторе» (SoI-LS) (рис. 3).

Рис. 2. Гальваническое разделение входа (Input Side) и выхода (Output Side) драйвера с помощью тонкопленочного трансформатора без сердечника:
a) гибридный монтаж кристаллов входа/выхода на поверхности полупроводниковой пластины;
б) тонкопленочный трансформатор без сердечника (CLT) на поверхности выходной полупроводниковой микросхемы

В качестве «дна» изоляционного островка компания IT использует утопленный слой двуокиси кремния (buried oxide), созданный на поверхности кремниевой подложки (silicon substrate). На рис. 3 показан пример формирования MOSFET на таком островке. В изолированных островках полупроводникового кристалла могут быть сформированы как низковольтные и высоковольтные транзисторы (CMOS), так и диоды, резисторы, конденсаторы, стабилитроны. В таблице 1 приведен диапазон реализуемых характеристик этих компонентов.

Рис. 3. MOSFET в технологии гальванической изоляции «кремний–на–изоляторе» (SoI)

Термины, используемые для описания степеней изоляции драйверов инверторных систем в соответствии с EN 50178 / IEC 61800-5-1:

• Функциональная изоляция (Functional Insulation) — изоляция между токоведущими частями системы, при которой обеспечивается ее работоспособность.
• Базовая изоляция (Basic Insulation) — изоляция между токоведущими частями, обеспечивающая защиту от электрического удара.
• Дополнительная изоляция (Supplementary Insulation) — изоляция, обеспечивающая защиту от электрического удара в случае выхода из строя базовой изоляции.
• Двойная изоляция (Double Insulation) — термин, описывающий одновременное наличие базовой и дополнительной изоляции.
• Усиленная изоляция (Reinforced Insulation) — изоляция, обеспечивающая защиту от электрического удара, эквивалентную двойной изоляции. Может содержать несколько изоляционных слоев.
• Безопасная изоляция (Safe Insulation) — самый высокий уровень. Обычно подразумевает разделение токоведущих частей двойной или усиленной изоляцией.

Специфические характеристики драйверов на основе БПД SCALE-2

Рассмотрим подробнее особенности работы драйвера на основе базовой платы с точки зрения встроенных защитных функций, которые улучшены в драйверном ядре SCALE-2. Конечно, все драйверы на базе этого семейства обладают и стандартными защитными функциями драйверов IGBT, такими как: контроль напряжения коллектор-эмиттер силового транзистора для защиты от короткого замыкания; блокировка канала драйвера в случае аварийной ситуации с последующим восстановлением (Operation inhibit after fault); блокировка в случае понижения питающего напряжения; обеспечение сигнала состояния (статуса) драй-верного канала(ов)

Новой защитной функцией драйверов SCALE-2 является так называемое улучшенное активное ограничение (active clamping) напряжения коллектор-эмиттер IGBT-транзистора в режиме выключения, что особенно важно в случае защиты транзистора от короткого замыкания или при коммутации больших токов и постоянных напряжений в инверторных схемах. Суть функции активного ограничения состоит в частичном включении силового ключа на время, когда напряжение на его коллекторе превышает предустановленное значение

Транзистор на время включения переходит в линейный режим работы с существенно меньшей рассеиваемой мощностью. Подробнее эта функция рассмотрена в . Базовая плата 2BB0108T имеет функцию активного ограничения. Оснащение драйвера этой функцией позволяет более эффективно использовать IGBT-модули путем повышения частоты переключения с соответствующим снижением коммутационных потерь.

Функциональная схема контроля напряжения коллектор-эмиттер (V_се Monitoring), встроенная в базовые платы 2BB0108T и 2BB0435T, приведена на рис. 4. Напряжение коллектор-эмиттер обоих каналов измеряется с помощью резистивных цепей. Отсчет V_се начинается по истечении некоторого времени задержки (response time) с момента подачи на затвор силовых транзисторов включающего напряжения драйвера (рис. 6). Если величина измеренного напряжения V_се больше предустановленного порогового значения V_th, драйвер определяет это как состояние короткого замыкания и выставляет сигнал на выводе Sox. Соответствующий силовой транзистор немедленно запирается. IGBT-транзистор остается в выключенном состоянии все время, пока на выходе Sox присутствует сигнал блокировки, который, в свою очередь, определяется наличием соотношения V_се>V_th. Схемы контроля V_се действуют независимо по каждому каналу.

Рис. 6. Временные характеристики IGBT при включении

Необходимо отметить, что время задержки, по истечении которого измеряется V_се, увеличивается с уменьшением постоянного напряжения питания инвертора: ниже 500 В (для версий 1200 и 1700 В) и ниже 400 В (для 600-В версии). Функция контроля напряжения коллектор-эмиттер предназначена только для защиты IGBT-транзистора от короткого замыкания и не предназначена для защиты от перегрузки по току, которая имеет более низкий приоритет и может быть легко реализована в контроллере преобразователя.

Драйвер на двух транзисторах для управления затвором полевого транзистора

У полевых MOSFET транзисторов между затвором и истоком есть паразитный конденсатор,его емкость в даташите указывают как Ciss.У транзистора IRFB5615 его емкость составляет 1750пФ,а сопротивление открытого канала 32 мОм при напряжении на затворе 10В. Эту паразитную емкость можно легко обнаружить,достаточно к стоку подключить лампу накаливания и к ней подать плюс питания,а к истоку подать минус питания.Если теперь дотронуться пальцем затвора и стока или истока,можно зарядить этот конденсатор и лампа будет светить до тех пор,пока этот конденсатор не разрядится.

Представим ситуацию,когда на выходе микроконтроллера есть ШИМ сигнал с высоким уровнем 5 Вольт.Подаем этот сигнал на затвор транзистора и паразитный конденсатор начинает заряжаться,но медленно,так как ток сигнала на выходе МК достигает примерно 20 мА.В итоге конденсатор полностью не зарядится или будет искажен сигнал и напряжение на затворе не будет 5 Вольт,хотя и этого мало для полного открытия транзистора.Транзистор начнет сильно нагреваться.Допустим,для заряда емкости в 1000пФ до 10 Вольт и время заряда 10 нС,требуется ток в 1 Ампер.

Конденсатор надо быстро заряжать и быстро разряжать,иначе транзистор нагревается или выйдет из строя.Чтобы это реализовать,требуется либо специальная микросхема-драйвер для управления полевыми транзисторами,или собрать простейший эмиттерный повторитель на комплементарных транзисторах.Такая схема производит усиление по току .

Когда сигнал будет высокого уровня,откроется транзистор Т1 и зарядит затвор полевого транзистора,паразитный конденсатор быстро зарядится.Когда сигнал будет низкого уровня,откроется Т2 и разрядит затвор мосфета. Проверял этот драйвер так: вместо мосфета поставил конденсатор 1000мкФ,питание на драйвер подал 9 Вольт.Теперь на базы транзисторов,через резистор 10 кОм подключал еще один источник питания и наблюдал по осциллографу заряд конденсатора.При плюсе на базах конденсатор заряжается,при минусе на базах конденсатор разряжается.

Возможно, вам также будет интересно

Управление изолированным затвором: основные положения В общем случае процесс перезаряда емкостей затвора может контролироваться сопротивлением, напряжением и током (рис. 1) . На практике чаще всего используется самый простой вариант (рис. 1а) с двумя раздельными резисторами для режимов включения и выключения, при этом одним из наиболее важных параметров является уровень «Плато Миллера», соответствующий плоской части характеристики затвора (рис. 2). Скорость и время коммутации

В журнале «Силовая электроника» опубликованы следующие статьи цикла: Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть I Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть II Опыт моделирования систем силовой электроники в среде OrCAD 9.2 Часть III Опыт моделирования систем силовой электроники в среде ORCAD 9.2. Часть IV Опыт моделирования систем

В статье обсуждается возможность снижения деградационных и ранних отказов силовых полупроводниковых тиристоров с диаметром полупроводникового кристалла 80 мм и более за счет применения технологии низкотемпературного спекания кремниевых элементов и молибденовых термокомпенсаторов. Исследованы сравнительные зависимости параметров VTO/rT, Rthjc, ITAV, ITSM от усилия сжатия для вариантов синтеринг/сплавление и стандартная катодная прокладка/катодная прокладка из молибдена с напыленным защитным интерфейсом, а также определен оптимальный конструктивно-технологический вариант с точки зрения снижения количества ранних отказов в процессе эксплуатации.

Номенклатура микросхем EiceDRIVER и характеристики

Семейство EiceDRIVER делится на четыре условных сегмента (рис. 1):

• EiceDRIVER Enhanced — драйверы в микросхемном исполнении с функциональным или базовым уровнем изоляции до 1200 В. Гальваническое разделение на основе интегрированного в полупроводниковый кристалл тонкопленочного трансформатора без сердечника (Coreless Transformer). Область применения — промышленные приводы, источники питания, коммерческие и сельскохозяйственные машины. Основные характеристики приведены в таблице 2. В эту же подгруппу включены новые драйверы для управления карбид-кремниевым (SiC) транзистором JFET CoolSiC.
• EiceDRIVER Compact — новое (2013 г.) семейство драйверов IGBT/MOSFET в корпусах DSO-8 и DSO-14, выпускаемых по технологии «кремний-на-изоляторе» с функциональным уровнем изоляции 600 В. Области применения — бытовая техника и другие бюджетные применения. Основные характеристики сведены в таблицы 3 и 4.
• EiceDRIVER Safe — два типа полумостовых (двухканальных) драйверов в модульном исполнении (на печатной плате) с усиленной изоляцией до 1700 В, с расширенными функциональными возможностями, встроенными защитными функциями и повышенными характеристиками по току (30 А) для промышленных приложений (–40…+85 °C) на основе IGBT-модулей. Обозначение драйвера 2ED300C17-ST (табл. 2). Для использования этого драйвера с определенным IGBT-модулем потребуется еще плата-адаптер, на которой устанавливаются специфические для каждого модуля резисторы затвора, ограничительные диоды, бустерные схемы при необходимости и т. п.
• EiceDRIVER Automotive — специализированное семейство драйверов микросхемного исполнения для автомобильных IGBT-модулей HybridPack, производимых IT. Новое поколение включает в себя набор из двух микросхем: 1EDI2001AS — собственно драйвера и 1EBN1001AE — усилителя мощности на ток до 15 А. Диапазон рабочих температур –40…+125 °C, базовая изоляция .

Пример расчета

Найдем подходящий драйвер для 200 А IGBT-модуля BSM200GB120DN2, управляемый частотой 8 кГц. Первый параметр, который мы найдем, — это заряд затвора (см. рисунок).

Два значения ΔU и Q получаем с помощью измерений (см. рисунок).

Входная емкость вычисляется так:

Вычисляем необходимую мощность драйвера

Далее добавляем мощность на внутренние потери драйвера (0,4 Вт):

Потери, определяемые частотой переключения, незначительны для 8 кГц.

Ток затвора для резистора в цепи затвора 4,7 Ом

Подходящий драйвер для данной конструкции IHD280 — интеллектуальный полумостовой драйвер со встроенным DC/DC-преобразователем мощностью 2 Вт (по 1 Вт на канал) и максимальным током 8 А.

Как подключить транзистор к Ардуино

Подключить мотор постоянного тока напрямую к цифровым или аналоговым портам Arduino не получится. Это обусловлено тем, что пины на плате Ардуино не способны выдавать ток более 40 мА. При этом мотору постоянного тока, в зависимости от нагрузки, необходимо сотни миллиампер. Потому и возникает потребность управления электрической цепью высокого напряжения транзистором или Motor Shield L293D.

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• макетная плата;
• 1 биполярный транзистор;
• 1 мотор постоянного тока;
• 2 резистора от 1 до 10 кОм;
• провода «папа-папа» и «папа-мама».

Схема подключения мотора постоянного тока к Ардуино

Соберите электрическую цепь, как на рисунке выше. Если присмотреться к сборке на макетной плате, то вы заметите, что транзистор играет роль кнопки. Если кнопка замыкает электрическую цепь при нажатии на толкатель, то транзистор начинает пропускать ток при подаче напряжения на базу. Таким образом, мы можем сделать автоматическое или полуавтоматическое управление мотором на Ардуино.

Скетч. Управление мотором через транзистор

Если вы заметили, то это скетч из занятия — Включение светодиода на Ардуино

С точки зрения микропроцессора абсолютно не важно, что подключено к Pin13 — светодиод, транзистор или драйвер светодиодов для Светового меча на Ардуино

Обратите внимание на то, что резистор R1 подтягивает базу транзистора к земле, а резистор R2 служит для защиты порта микроконтроллера от перегрузки

Скетч. Управление мотором от датчика

Скетч управления двигателем постоянного тока на Ардуино можно написать по-другому. Добавим в схему фоторезистор и сделаем автоматическое включение мотора при снижении уровня освещенности в комнате. Можно также использовать датчик уровня жидкости или любой другой датчик. В скетче мы используем операторы if и else для управлением (включением/выключением) мотора постоянного тока.

Управление двигателем постоянного тока на Arduino UNO

Схема ускоренного включения

Как уже было сказано, если напряжение на затворе относительно истока
превышает пороговое напряжение, то транзистор открывается и
сопротивление сток — исток мало. Однако, напряжение при включении не
может резко скакнуть до порогового. А при меньших значениях транзистор
работает как сопротивление, рассеивая тепло. Если нагрузку приходится
включать часто (например, в ШИМ-контроллере), то желательно как можно
быстрее переводить транзистор из закрытого состояния в открытое и
обратно.

Относительная медленность переключения транзистора связана опять же с
паразитной ёмкостью затвора. Чтобы паразитный конденсатор зарядился
как можно быстрее, нужно направить в него как можно больший ток. А так
как у микроконтроллера есть ограничение на максимальный ток выходов,
то направить этот ток можно с помощью вспомогательного биполярного
транзистора.

Кроме заряда, паразитный конденсатор нужно ещё и разряжать. Поэтому
оптимальной представляется двухтактная схема на комплементарных
биполярных транзисторах (можно взять, например, КТ3102 и КТ3107).

Ещё раз обратите внимание на расположение нагрузки для n-канального
транзистора — она расположена «сверху». Если расположить её между
транзистором и землёй, из-за падения напряжения на нагрузке напряжение
затвор — исток может оказаться меньше порогового, транзистор откроется
не полностью и может перегреться и выйти из строя

“Универсальное” электромагнитное реле

Электромагнитное реле является по сути управляемым механическим выключателем: подали на него ток – оно замкнуло контакты, сняли ток – разомкнуло. Контакты являются именно контактами: металлическими “пятаками”, которые прижимаются друг к другу. Именно поэтому такое реле может управлять как нагрузкой постоянного, так и переменного тока.

Сама катушка реле является неслабой индуктивной нагрузкой, что приводит к дополнительным проблемам (читай ниже), поэтому для управления “голым” реле нам понадобится дополнительная силовая и защитная цепь.

После изучения данного урока вы сами сможете её составить (транзистор и диод), а сейчас мы поговорим о модулях реле: готовая плата, на которой стоит само реле, а также цепи коммутации, защиты и даже оптическая развязка. Такие модули бывают “семейными” – с несколькими реле на борту. Спасибо китайцам за это! Смотрите варианты у меня в каталоге ссылок на Али.

Такое реле сделано специально для удобного управления с микроконтроллера: пины питания VCC (Vin, 5V) и GND подключаются к питанию, а далее реле управляется логическим сигналом, поданным на пин IN. С другой стороны стоит клеммник для подключения проводов, обычно контакты подписаны как NO, NC и COM. Это общепринятые названия пинов кнопок, переключателей и реле:

• COM – Common, общий. Реле является переключающим, и пин COM является общим.
• NO – Normal Open, нормально открытый. При неактивном реле данный контакт не соединён с COM. При активации реле он замыкается с COM.
• NC – Normal Closed, нормально закрытый. При неактивном реле данный контакт соединён с COM. При активации реле он размыкается с COM.

Подключение нагрузки через реле думаю для всех является очевидным:

Важный момент: катушка реле в активном режиме потребляет около 60 мА, то есть подключать больше одного модуля реле при питании платы от USB не рекомендуется – уже появятся просадки по напряжению и помехи:

Такие модули реле бывают двух типов: низкого и высокого уровня. Реле низкого уровня переключается при наличии низкого сигнала (GND) на управляющем пине . Реле высокого уровня соответственно срабатывает от высокого уровня . Какого типа вам досталось реле можно определить экспериментально, а можно прочитать на странице товара или на самой плате. Также существуют модули с выбором уровня:

На плате, справа от надписи High/Low trigger есть перемычка, при помощи которой происходит переключение уровня. Электромагнитное реле имеет ряд недостатков перед остальными рассмотренными ниже способами, вы должны их знать и учитывать:

• Ограниченное количество переключений: механический контакт изнашивается, особенно при большой и/или индуктивной нагрузке.
• Противно щёлкает!
• При большой нагрузке реле может “залипнуть”, поэтому для больших токов нужно использовать более мощные реле, которые придётся включать при помощи… маленьких реле. Или транзисторов.
• Необходимы дополнительные цепи для управления реле, так как катушка является индуктивной нагрузкой, и нагрузкой самой по себе слишком большой для пина МК (решается использованием китайского модуля реле).
• Очень большие наводки на всю линию питания при коммутации индуктивной нагрузки.
• Относительно долгое переключение (невозможно поставить детектор нуля, читай ниже), при управлении индуктивными цепями переменного тока можно попасть на большой индуктивный выброс, необходимо ставить искрогасящие цепи.

Важный момент связан с коммутацией светодиодных светильников и ламп, особенно дешёвых: у них прямо на входе стоит конденсатор, который при резком подключении в цепь становится очень мощным потребителем и приводит к скачку тока. Скачок может быть настолько большим, что 15-20 Ваттная светодиодная лампа буквально сваривает контакты реле и оно “залипает”! Данный эффект сильнее выражен на дешёвых лампах, будьте с ними аккуратнее (за инфу спасибо DAK). При помощи реле можно плавно управлять сильно инерционной нагрузкой, такой как большой обогреватель. Для этого нужно использовать сверхнизкочастотный ШИМ сигнал, у меня есть готовая библиотека. Не забываем, что реле противно щёлкает и изнашивается, поэтому для таких целей лучше подходит твердотельное реле, о котором мы поговорим ниже.

Заключение

• Рассмотрен весь спектр высоковольтных драйверов семейства EiceDRIVER в микросхемном исполнении, насчитывающий более 30 модификаций. Драйверы предназначены для управления IGBT и MOSFET в одноканальных, двухканальных, полумостовых и трехфазных мостовых конфигурациях преобразователей мощностью до нескольких десятков киловатт и на рабочих частотах до 200 кГц (новая серия полумостовых драйверов 2EDL) .
• Все драйверы имеют функциональную или базовую гальваническую изоляцию управляющего входа от высоковольтных выходов. В драйверах используются две технологии, обеспечивающие изоляцию: разделение с помощью тонкопленочного трансформатора без сердечника (CLT) и использование технологии «кремний-на-изоляторе» (SoI), что позволяет управлять ключами с блокирующими напряжениями 600 (SoI) и 1200 В (CLT).
• Новая бюджетная серия 2EDL EiceDRIVER, предназначенная для массового применения в бытовой технике, ключевых источниках питания, бытовых приводах, использует интегрированный ультрабыстрый диод подкачки, обеспечивающий выходной ток драйвера до 2,3 А, и позволяет исключить один источник питания. Блокирующее напряжение новой серии 600 В.
• Для ускорения освоения новых драйверов 2EDL выпущены оценочные платы, например Evaluation Board EVAL_2EDL05I06PF .
• Драйверы серии 2EDL05x в корпусе DSO-8 функционально, электрически и pin-to-pin совместимы с аналогичными драйверами ряда производителей, например такими как FAN7842 (200 В), FAN7382, IRS2308, M81736FP и др.

Подведем итог

Многие из вышеупомянутых фактов касаются исторической основы обоих устройств. Достижения и технологические прорывы в разработке нового оборудования, а также использование новых материалов, таких как карбид кремния (SiC), привели к значительному улучшению производительности этих радиодеталей за последние годы. 

МОП-транзистор: 

• Высокая частота переключения.
• Лучшие динамические параметры и более низкое энергопотребление драйвера. 
• Более низкая емкость затвора.
• Более низкое термосопротивление, которое приводит к лучшему рассеиванию мощности.
• Более короткое время нарастания и спада, что означает способность работать на более высоких частотах.

IGBT модуль: 

• Улучшенная технология производства, которая приводит к снижению затрат.
• Лучшая устойчивость к перегрузкам.
• Улучшенная способность распараллеливания схемы.
• Более быстрое и плавное включение и выключение.
• Снижение потерь при включении и при переключении.
• Снижение входной мощности.

В любом случае модули MOSFET и IGBT быстро заменяют большинство старых полупроводниковых и механических устройств, используемых для управления током. Силовые устройства на основе SiC демонстрируют такие преимущества как меньшие потери, меньшие размеры и более высокая эффективность. Подобные инновации будут продолжать расширять пределы использования MOSFET и IGBT транзисторов для схем с более высоким напряжением и большей мощностью.

Заключение

Силовые биполярные транзисторы с изолированным затвором обладают:

• Высоким входным сопротивлением.
• Низким остаточным напряжением в открытом состоянии.
• Малыми потерями при высоких токах и напряжениях.

Полупроводниковые устройства могут применяться при напряжении 10 кВ и коммутации токов до 1200 А. На базе IGBT производят частотные преобразователи для электроприводов, бестрансформаторные конверторы и инверторы, сварочное оборудование, регуляторы тока для мощных приводов.

В области частот 10-20 кГц ключи на транзисторах GBT значительно превосходят устройства на полупроводниковых приборах других типов.

Похожие записи:

Делаем диммер для домашнего освещения своими руками Инструкция, как отремонтировать и заменить экран телевизора своими руками 5 советов по выбору уличного светильника для дома, дачи, коттеджа Рейтинг производителей ручного электроинструмента Диммирование светодиодных ламп 220 вольт Светодиодные лампы для растений: разновидности и советы по выбору