Управление изолированным затвором IGBT. Основные положения, Часть 1. Андрей Колпаков ООО Семикрон, Маркус Хермвиль SEMIKRON Int. Gmb. HХарактеристика затвора и динамические свойства IGBT. Драйвер изолированного затвора MOSFETIGBT, как связующее звено между контроллером и силовым каскадом, является одним из ключевых компонентов преобразовательного устройства. Расчет Драйвера Igbt' title='Расчет Драйвера Igbt' />Характеристики схемы управления во многом определяют параметры самого преобразователя величину статических и динамических потерь, скорость переключения, уровень электромагнитных помех. С этой точки зрения расчету режимов управления и выбору драйвера следует уделять самое пристальное внимание. Паразитные емкости IGBT. На рисунке 1 показаны основные паразитные емкости переходов, нормируемые в технических характеристиках. CGE емкость затвор эмиттер. CCE емкость коллектор эмиттер. CGC емкость затвор коллектор или емкость Миллера. Расчет Драйвера Igbt' title='Расчет Драйвера Igbt' />Заряд затвора QG, определяемый значениями CGC и CGE, является ключевым параметром при расчете мощности, рассеиваемой схемой управления. Упрощенные эпюры напряжения затвор эмиттер VGE, тока затвора IG, тока коллектора IC и напряжения коллектор эмиттер VCE в процессе перехода транзистора в насыщенное состояние представлены на рисунке 2. Упрощенные эпюры процесса включения IGBT. Процесс включения IGBT условно можно разделить на три этапа, которые связаны с первичным зарядом входной емкости CGE, зарядом емкости Миллера CGС и, наконец, полным зарядом CGE, идущим до насыщения транзистора. KTzU3WYY/TvBlICN0-aI/AAAAAAAAANo/Oe3DP3C3P2c/s1600/SemiSEl-Art-Fig09.jpg' alt='Расчет Драйвера Igbt' title='Расчет Драйвера Igbt' />Использование драйверов компании International Rectifier. Поводом написания статьи стали многочисленные однотипные вопросы от разработчиков импульсных устройств касающихся особенностей как расчета схемы включения ИС драйвера управления полевыми и IGBT транзисторами, так и топологии. На отрезке времени t. CGE. Для упрощения будем считать, что заряд производится постоянным током, поэтому данному этапу соответствует первый линейный участок нарастания напряжения VGE, который продолжается до момента времени t. В этой точке напряжение затвора достигает порогового значения отпирания транзистора VGEth. В зависимости от свойств транзистора и импеданса цепи управления, ток затвора IG на данном участке может достигать значения в несколько десятков Ампер. Поскольку до точки t. IC, а напряжение коллектор эмиттер VCЕ остается равным напряжению питания VCC. Сказанное справедливо при использовании идеального оппозитного диода, в реальных схемах амплитуда тока в момент включения несколько превышает величину ICload. Причиной этого является процесс обратного восстановления диода, в результате чего ток восстановления Irr добавляется к IC на время перехода диода в непроводящее состояние. Именно поэтому напряжение VCE на отрезке времени t. На этом же этапе после полного выключения оппозитного диода начинается спад напряжения коллектора VCE, скорость которого d. VCEdt во время t. Драйвер изолированного затвора MOSFETIGBT, как связующее звено между контроллером и силовым каскадом, является одним из ключевых. Заряд затвора QG, определяемый значениями CGC и CGE, является ключевым параметром при расчете мощности, рассеиваемой схемой управления. Для правильного выбора и расчета IGBTдрайвера необходимо решить несколько задач. Эти вопросы лишь частично освещены в описаниях IGBTмодулей. Так, например, широко распространено допущение, что значение входной емкости Ciss, указанное в описании модуля, соответствует той входной. Расчеты правильные. Ошибка моя это формула среднего тока а не максимального. Это ток, который драйвер будет потреблять от источника питания. Чтобы получить максимальный надо определиться со скоростью включения транзистора. Она снижается на промежутке t. Все это время в соответствии с графиком, приведенным на рисунке 1b, емкость Миллера CCG возрастает и заряжается частью тока затвора IGС, что и обусловливает стабилизацию сигнала управления затвором на уровне VGEpl. Экспоненциально спадающий ток затвора продолжает поступать во входную емкость CGE, доводя напряжение на ней до максимального значения VGEon, определяемого схемой управления. В конце данного этапа величина VCE достигает своего минимума, называемого напряжением насыщения VCEsat. Включение и выключение IGBT производится от источника стабилизированного тока IG IG. Поскольку ток затвора стабилен, напряжение VGE изменяется линейно на каждом временном участке, так же линейно, в соответствии с соотношением QG IG. Вследствие этого, изменение напряжения на затворе оказывается эквивалентно характеристике затвора VGE ft VGE fQG, как показано на рисунке 3b. Данный метод определения характеристики QG описан в документе IEC 6. Ed. 2 Semiconductor Devices discrete Devices Part 9 Insulated Gate Bipolar Transistors IGBT. Времени рассасывания базы биполярной части IGBT хвоста и способность транзисторов и драйверов к защелкиванию. Причины защелкивания. В любом случае при расчете схемы разработчику приходится искать ком Методика выбора драйвера для IGBT или MOSFETтранзистора. В данных рекомендациях по применению описывается методика расчета параметров управления затвором для заданных условий применения. Приводимые здесь значения могут служить основанием для выбора наиболее. Светло зеленый прямоугольник представляет собой квадрант величин, нормированных в технических характеристиках. С помощью параллельного переноса этой зоны вдоль графика QG до значения VGoff можно получить характеристику, расположенную в 1 и 3 квадрантах. Таким образом, выходная мощность схемы управления изолированным затвором PGDout определяется по следующей формуле PGDout E. Отсюда результирующее выражение для определения мощности драйвера PGDout QG. На рисунке 4 показано, как распределяется ток управления затвором IGBT IG между его входными емкостями CGE и CGC. Емкости и токи затвора. Минимальная величина IG может быть рассчитана следующим образом IGIGE IGC QG. При увеличении значения IGpeak сокращается время включения ton и выключения toff и соответственно уменьшаются коммутационное потери. Это неизбежно влияет и на другие важные динамические свойства IGBT, например, на величину коммутационного всплеска напряжения при выключении, зависящего от скорости спада тока didt. С этой точки зрения повышение скорости коммутации является в большей степени негативным фактором, снижающим надежность работы устройства. На практике амплитуда тока оказывается несколько меньше расчетного уровня из за наличия распределенной индуктивности цепи управления. Необходимо учесть, что несоблюдение требований по ограничению предельной величины IGpeak может привести к выходу схемы управления из строя. Для автоматизации этого процесса специалисты компании SEMIKRON разработали простую программу Driver. SEL, позволяющую определить все необходимые параметры и произвести выбор соответствующего драйвера. Следует отметить, что она позволяет проводить анализ режимов работы схемы не только при управлении модулем IGBT или их параллельным соединением SEMIKRON, но и любого другого производителя. В первом случае параметры цепи затвора берутся из встроенной базы данных, во втором они должны быть описаны пользователем с помощью меню User Defined Module Parameters. Рабочее окно программы Driver. Sel. Для расчета Driver. Sel необходима следующая информация. На основании полученных данных программа будет выбирать драйвер с соответствующим значением предельного тока. Если номиналы резисторов для режимов включения и выключения RGonRGoff различаются, то нужно использовать минимальное значение. Если величина резистора неизвестна, можно задать величину 1. Ом, при этом необходимо учесть, что рекомендуемое минимальное значение RGmin будет показано в результатах расчетов. Это может быть в случае, если суммарный заряд затвора оказывается недопустимо большим большое количество параллельно соединенных модулей, слишком велика частота коммутации или указанный резистор затвора меньше минимально возможного значения. Материалы сайта http www. Силовая Электроника. Строительная Механика Учебник Pdf. Драйвер SKYPER. Применение драйвера SKYPER. При мощности 9 Вт на канал и выходном пиковом токе до 5. А он способен работать с параллельным соединением модулей, общий ток коллектора которых составляет 9. А. Кроме того SKYPER. Напряжение изоляции драйвера составляет 4 к. В, а напряжение выключения затвора 1. В. Уровень входных сигналов 3,3 и 5 В LVDS стандарт дает возможность подключать SKYPER.