Hver er meginreglan um drifrásina á MOSFET með miklum krafti?

Sami hár-máttur MOSFET, notkun mismunandi drifrása mun fá mismunandi rofaeiginleika. Notkun góðrar frammistöðu drifrásarinnar getur gert það að verkum að aflrofibúnaðurinn virki í tiltölulega hugsjónum rofaástandi, en styttir skiptingartímann, dregur úr skiptitapi, uppsetning rekstrarhagkvæmni, áreiðanleika og öryggi hefur mikla þýðingu. Þess vegna hafa kostir og gallar drifrásarinnar bein áhrif á frammistöðu aðalrásarinnar, hagræðing hönnunar drifrásarinnar er sífellt mikilvægari. Thyristor lítill stærð, léttur þyngd, mikil afköst, langur líftími, auðvelt í notkun, getur auðveldlega stöðvað afriðrann og inverterinn og getur ekki breytt hringrásarskipulaginu undir þeirri forsendu að breyta stærð afriðlarans eða inverterstraumsins.IGBT er samsettur tæki afMOSFETog GTR, sem hefur einkennin hraðan skiptihraða, góðan varmastöðugleika, lítið akstursafl og einfalda drifrás, og hefur kosti lítillar spennufalls í ástandi, hár þolspennu og hár viðtökustraumur. IGBT sem almennt aflgjafatæki, sérstaklega á aflmiklum stöðum, hefur verið almennt notað í ýmsum flokkum.

Hin fullkomna akstursrás fyrir MOSFET-rofatæki með miklum krafti ætti að uppfylla eftirfarandi kröfur:

(1) Þegar kveikt er á aflrofarörinu getur akstursrásin veitt hratt vaxandi grunnstraum, þannig að það er nóg akstursafl þegar kveikt er á henni og þannig dregið úr kveikjutapi.

(2) Meðan á skiptarörleiðni stendur getur grunnstraumurinn frá MOSFET drifrásinni tryggt að rafmagnsrörið sé í mettuðu leiðniástandi við hvaða álagsskilyrði sem er, sem tryggir tiltölulega lítið leiðnartap. Til að stytta geymslutímann ætti tækið að vera í mikilvægu mettunarástandi áður en það er lokað.

(3) lokun, drifrásin ætti að veita nægilegt öfugt grunndrif til að draga fljótt út burðarefni sem eftir eru á grunnsvæðinu til að draga úr geymslutíma; og bættu við öfugri forspennu, þannig að safnastraumurinn lækki hratt til að draga úr lendingartímanum. Auðvitað er lokun tyristorsins enn aðallega vegna andstæða rafskautsspennufalls til að ljúka lokuninni.

Sem stendur er thyristor drif með sambærilegum fjölda bara í gegnum spenni eða optocoupler einangrun til að aðskilja lágspennu enda og háspennu enda, og síðan í gegnum umbreytingarrásina til að keyra tyristor leiðni. Á IGBT fyrir núverandi notkun fleiri IGBT drif mát, en einnig samþætt IGBT, kerfi sjálf-viðhald, sjálf-greining og aðrar hagnýtur mát af IPM.

Í þessari grein, fyrir tyristorinn sem við notum, hanna tilraunadrifrásina og stöðva alvöru prófið til að sanna að það geti knúið tyristorinn. Hvað varðar drif IGBT, þá kynnir þessi grein aðallega núverandi helstu tegundir IGBT drifs, sem og samsvarandi drifrás þeirra, og algengasta optocoupler einangrunardrifið til að stöðva uppgerð tilraunarinnar.

2. Rannsókn á thyristor drifrásinni almennt eru rekstrarskilyrði thyristors:

(1) tyristorinn samþykkir andstæða rafskautsspennuna, óháð því að hliðið tekur við hvers konar spennu, thyristorinn er í slökktu ástandi.

(2) Thyristor tekur við framskautsspennu, aðeins ef hliðið tekur jákvæða spennu er tyristorinn á.

(3) Thyristor í leiðunarástandi, aðeins ákveðin jákvæð rafskautspenna, óháð hliðarspennu, krafðist tyristorsins á leiðni, það er, eftir thyristorleiðni, tapast hliðið. (4) thyristor í leiðni ástandi, þegar helstu hringrás spennu (eða núverandi) minnkað í næstum núll, the thyristor lokun. Við veljum tyristorinn er TYN1025, þolspenna hans er 600V til 1000V, straumur allt að 25A. það krefst þess að hlið drifspennan sé 10V til 20V, drifstraumur er 4mA til 40mA. og viðhaldsstraumur hans er 50mA, vélarstraumur er 90mA. annaðhvort DSP eða CPLD kveikja merkisamplitude eins lengi og 5V. Fyrst af öllu, svo lengi sem amplitude 5V í 24V, og síðan í gegnum 2:1 einangrun spenni til að umbreyta 24V kveikja merki í 12V kveikja merki, en að klára virkni efri og neðri spennu einangrun.

Hönnun og greining á tilraunarásum

Fyrst af öllu, uppörvun hringrás, vegna einangrunar spenni hringrás í aftur stigi af theMOSFETtækið þarf 15V kveikjumerki, þannig að fyrst þarf að amplituda 5V kveikjamerki í 15V kveikjumerki, í gegnum MC14504 5V merki, breytt í 15V merki, og síðan í gegnum CD4050 á úttak 15V drifmerki mótun, rás 2 er tengdur við 5V inntaksmerki, rás 1 er tengd við úttak Rás 2 er tengd við 5V inntaksmerki, rás 1 er tengt við úttak 15V kveikjumerkisins.

Seinni hlutinn er einangrunarspennirásin, aðalhlutverk rásarinnar er: 15V kveikjumerkið, breytt í 12V kveikjumerki til að kveikja á bakhlið tyristor leiðslunnar og til að gera 15V kveikjumerkið og fjarlægðina á milli baksins. stigi.

Vinnureglan um hringrásina er: vegna þessMOSFETIRF640 drifspenna 15V, svo fyrst af öllu, í J1 aðgang að 15V ferningabylgjumerki, í gegnum viðnám R4 sem er tengdur við þrýstijafnarann ​​1N4746, þannig að kveikjuspennan sé stöðug, en einnig til að gera kveikjuspennuna ekki of há , brenndi MOSFET, og síðan í MOSFET IRF640 (í rauninni er þetta skiptirör, stjórn á afturendanum á opnun og lokun Stjórna afturenda kveikja og slökkva), eftir að hafa stjórnað vinnulotu akstursmerkisins, til að geta stjórnað kveikju- og slökkvitíma MOSFET. Þegar MOSFET er opið, jafngildir D-póls jörðu hans, slökkt þegar það er opið, eftir bakrásina sem jafngildir 24 V. Og spennirinn er í gegnum spennubreytinguna til að gera hægri enda 12 V úttaksmerkisins . Hægri endi spennisins er tengdur við afriðunarbrú og síðan kemur 12V merki frá tengi X1.

Vandamál sem komu upp við tilraunina

Fyrst af öllu, þegar kveikt var á straumnum, fór skyndilega í öryggið, og síðar þegar hringrásin var skoðuð kom í ljós að það var vandamál með upphaflegu hringrásarhönnunina. Upphaflega, til að bæta áhrif úttaks skiptarörsins, er 24V jörð og 15V jarðaðskilnaður, sem gerir G-hlið MOSFET-pólsins jafngildir bakhlið S-pólsins, stöðvuð, sem leiðir til falskrar kveikju. Meðferð er að tengja 24V og 15V jörðina saman og aftur til að stöðva tilraunina virkar hringrásin eðlilega. Hringrásartenging er eðlileg, en þegar tekið er þátt í akstursmerkinu, MOSFET hita, auk akstursmerkis í ákveðinn tíma, er öryggið sprungið og síðan er akstursmerkinu bætt við, öryggið er beint sprungið. Athugaðu hringrásina sem kom í ljós að vinnulota akstursmerkisins á háu stigi er of stór, sem leiðir til þess að kveikjutími MOSFET er of langur. Hönnun þessarar hringrásar gerir það að verkum að þegar MOSFET opnast, 24V bætt beint við enda MOSFET, og ekki bætt við straumtakmarkandi viðnám, ef tíminn er of langur til að gera strauminn of stór, MOSFET skemmdir, Þörfin á að stjórna vinnuferli merkisins getur ekki verið of stór, venjulega í 10% til 20% eða svo.

2.3 Sannprófun á drifrásinni

Til að sannreyna hagkvæmni drifrásarinnar, notum við hana til að keyra thyristor hringrásina sem er tengd í röð við hvert annað, thyristor í röð við hvert annað og síðan andstæðingur-samhliða, aðgang að hringrásinni með inductive reactance, aflgjafanum er 380V AC spennugjafi.

MOSFET í þessari hringrás kveikir thyristor Q2, Q8 merki í gegnum G11 og G12 aðgang, en Q5, Q11 kveikir merki í gegnum G21, G22 aðgang. Áður en akstursmerkið er móttekið á tyristor hliðið, til að bæta truflunargetu tyristorsins, er hlið tyristorsins tengt við viðnám og þétta. Þessi hringrás er tengd við inductor og síðan sett í aðalrásina. Eftir að hafa stjórnað leiðsluhorni tyristorsins til að stjórna stóra inductor inn í aðalrásartímann, eru efri og neðri hringrásir á fasahorni kveikjumerkis munurinn á hálfri lotu, efri G11 og G12 eru kveikjumerki alla leið í gegnum drifrásina á framstigi einangrunarspennisins er einangruð frá hvor öðrum, neðri G21 og G22 eru einnig einangruð frá sama hætti merkið. Kveikjumerkin tvö koma af stað jákvæðri og neikvæðri leiðni gegn samhliða thyristor hringrás, fyrir ofan 1 rásina er tengd við alla thyristor hringrás spennu, í thyristor leiðni verður hún 0, og 2, 3 rás er tengd við thyristor hringrás upp og niður vegvísinn gefur til kynna, 4 rásin er mæld með flæði alls tyristorstraumsins.

2 rásir mældu jákvætt kveikjumerki, kveikt fyrir ofan tyristorleiðni, straumurinn er jákvæður; 3 rásir mældu öfugt kveikjumerki, kveikja á neðri hringrás thyristor leiðni, straumurinn er neikvæður.

3.IGBT drifrás námskeiðsins IGBT drifrásin hefur margar sérstakar beiðnir, teknar saman:

(1) aksturshraði hækkunar og falls spennupúlsins ætti að vera nægilega stór. igbt kveikja á, er fremstu brún bratta hliðarspennunnar bætt við hliðið G og sendanda E á milli hliðsins, þannig að það er fljótt kveikt á því til að ná stysta kveikjutíma til að draga úr kveikjutapum. Í IGBT lokuninni ætti hlið drifrásin að veita IGBT lendingarbrúninni mjög bratta lokunarspennu og til IGBT hliðsins G og sendanda E á milli viðeigandi öfuga forspennu, þannig að IGBT hröð lokun, stytti lokunartímann, minnkar stöðvunartapið.

(2) Eftir IGBT leiðslu ætti drifspennan og straumurinn sem hlaðdrifrásin veitir að vera nægileg amplitude fyrir IGBT drifspennuna og strauminn, þannig að aflframleiðsla IGBT sé alltaf í mettuðu ástandi. Tímabundin ofhleðsla, drifkrafturinn sem hliðardrifrásin veitir ætti að vera nægjanleg til að tryggja að IGBT fari ekki út úr mettunarsvæðinu og skemmist.

(3) IGBT hlið drifrás ætti að veita IGBT jákvæða drifspennu til að taka viðeigandi gildi, sérstaklega í skammhlaupsvinnsluferli búnaðarins sem notaður er í IGBT, skal jákvæða drifspennan vera valin í lágmarksgildi sem krafist er. Skiptanotkun á hliðarspennu IGBT ætti að vera 10V ~ 15V fyrir það besta.

(4) IGBT lokunarferli, neikvæða hlutdrægni spenna sem er beitt á milli hliðsins - emitter stuðlar að hraðri lokun á IGBT, en ætti ekki að taka of stór, venjulegt taka -2V til -10V.

(5) þegar um er að ræða mikið inductive álag er of hröð skipting skaðleg, mikið inductive álag í IGBT hraðri kveikingu og slökkva mun framleiða hátíðni og mikla amplitude og þrönga breidd toppspennunnar Ldi / dt , gaddurinn er ekki auðvelt að gleypa, auðvelt að mynda skemmdir á tækinu.

(6) Þar sem IGBT er notað á háspennustöðum, þannig að drifrásin ætti að vera með öllu stjórnrásinni í hættu á alvarlegri einangrun, venjuleg notkun háhraða sjóntengieinangrunar eða spenni tengieinangrun.

Staða akstursrásar

Með þróun samþættrar tækni er núverandi IGBT hlið drifrás að mestu stjórnað af samþættum flísum. Stjórnarstillingin er samt aðallega þrenns konar:

(1) bein kveikja gerð engin rafeinangrun milli inntaks- og úttaksmerkja.

(2) spennueinangrunardrif milli inntaks- og útgangsmerkja með því að nota púlsspennieinangrun, einangrunarspennustig allt að 4000V.

Það eru 3 aðferðir sem hér segir

Óvirk nálgun: úttak aukaspennisins er notað til að keyra IGBT beint, vegna takmarkana á volta-sekúndu jöfnuninni, á það aðeins við um staði þar sem vinnulotan breytist ekki mikið.

Virk aðferð: spennirinn gefur aðeins einangruð merki, í efri plastmagnara hringrásinni til að keyra IGBT, drifbylgjuformið er betra, en þörfin á að útvega sérstakt aukaafl.

Sjálfsafhendingaraðferð: púlsspennir er notaður til að senda bæði driforku og hátíðnimótunar- og afmótunartækni til flutnings á rökmerkjum, skipt í sjálfsafgreiðsluaðferð af mótun og sjálfsafgreiðslu í tímahlutdeild, þar sem mótunin. -gerð sjálfsaflgjafa til afriðunarbrúarinnar til að búa til nauðsynlega aflgjafa, hátíðnimótunar- og afmótunartækni til að senda rökfræðimerki.

3. Snerting og munur á thyristor og IGBT drif

Thyristor og IGBT drifrás hefur mun á svipaðri miðju. Í fyrsta lagi þarf drifrásirnar tvær til að einangra rofabúnaðinn og stjórnrásina frá hvor öðrum, til að koma í veg fyrir að háspennurásir hafi áhrif á stjórnrásina. Síðan er báðum beitt á hliðarakstursmerkið til að kveikja á rofibúnaðinum. Munurinn er sá að tyristordrifið þarf straummerki á meðan IGBT þarf spennumerki. Eftir að skiptabúnaðarleiðni er lokið hefur hlið tyristorsins misst stjórn á notkun tyristorsins, ef þú vilt slökkva á thyristornum, ætti að bæta thyristor klemmunum við bakspennu; og IGBT lokun þarf aðeins að bæta við hlið neikvæðu akstursspennunnar, til að slökkva á IGBT.

4. Niðurstaða

Þessi grein er aðallega skipt í tvo hluta frásagnarinnar, fyrsta hluta beiðni um thyristor drifrásina um að stöðva frásögnina, hönnun samsvarandi drifrásar og hönnun hringrásarinnar er beitt á hagnýta tyristor hringrásina, með uppgerð og tilraunir til að sanna hagkvæmni drifrásarinnar, tilraunaferlið sem kom upp við greiningu á vandamálunum stöðvað og brugðist við. Seinni hluti aðalumræðunnar um IGBT á beiðni drifrásarinnar, og á þessum grundvelli til að kynna enn frekar núverandi almennt notaða IGBT drifrásina og aðal optocoupler einangrunar drifrásina til að stöðva uppgerð og tilraun, til að sanna hagkvæmni drifrásarinnar.