СІЛОВІ IGBT и MOSFET транзисторах
Вступ
Сілові транзистори IGBT и MOSFET стали основними елементами, вживання в могутніх імпульсніх перетворювач. Їх унікальні статічні и дінамічні характеристики дозволяють створюваті Пристрої, здатні віддаті в НАВАНТАЖЕННЯ десятки и даже сотні кіловат при мінімальніх габаритах и ​​ККД, что перевіщує 95%.
загально у IGBT и MOSFET є ізольованій затвор, внаслідок чого ці елєменти мают Схожі характеристики управління. Завдяк негативному температурному коефіцієнту Струму короткого замикання з'явилася Спроможність створюваті транзистори, стійкі до короткого замикання. Поза транзистори з нормованім годиною перевантаження по Струму випускають практично всіма провіднімі фірмамі.
Відсутність Струму управління в статичному режимах дозволяє відмовітіся від схем управління на дискретних елементах и ​​создать інтегральні схеми управління - драйвери. У Данії годину ряд фірм, таких як International Rectifier, Hewlett-Packard, Motorola, віпускає широку гаму прістроїв, что управляються одиночному транзисторами, напівмостамі и мостами - двох-і тріфазнімі. Окрім забезпечення Струму затвора, смороду здатні Виконувати и ряд допоміжніх функцій, таких як захист від перевантаження по Струму и короткого замикання (Overcurrent Protection, Short Circuit Protection) i Падіння напруги управління (Under Voltage LockOut - UVLO). Для ключовими ЕЛЕМЕНТІВ з Управляюча затвором Падіння напруги управління є небезпечний станом. При цьом транзистор может перейти в лінійній режим і вийти з ладу через перегрів кристала.
Користувачи Буває нелегко розібратіся в шірокій гаммі мікросхем, что випускають поза для вікорістовування в силових схемах, що не Дивлячись на схожість їх основних характеристик. У даній статьи розглядаються Особливості вікорістовування найпопулярнішіх драйверів, что випускають різнімі фірмамі.
1. Особливості! Застосування драйверів MOSFET и IGBT
Основною допоміжною функцією драйверів є захист від перевантаження по Струму. Для КРАЩИЙ розуміння роботи схеми захисту звітність, проаналізуваті поведінку силових транзісторів в режімі короткого замикання (або КЗ - звичних для розробніків абревіатура).
Причини Виникнення струмового перевантаження різноманітні. Найчастіше це Аварійні випадка, Такі як Пробій на корпус або замикання НАВАНТАЖЕННЯ.
перевантаження может буті віклікана и особливая схеми, Наприклад перехіднім процесом або Струм зворотнього Відновлення діода оппозітного плеча. Такі перевантаження повінні буті усунені методами схемотехнік: ЗАСТОСУВАННЯ ланцюгів Формування Траєкторії, Вибори резистора затвора, ізоляцією ланцюгів управління від силових шин и ін.
принципова схема и епюрі напруги, відповідні цьом режиму, пріведені на малюнках 1 та 2. Всі графікі одержані при аналізі схем за помощью програми PSpice. Для аналізу були вікорістані вдосконалені МОДЕЛІ транзісторів MOSFET ФІРМИ International Rectifier и макромоделі IGBT и драйверів. br/>В
Малюнок 1. - Режими короткого замикання
Максимальний струм в ланцюзі колектора транзистора обмеженності напругою на затворі и крутизною транзистора. Через наявність ємністі в ланцюзі живлення внутрішній Опір джерела живлення НЕ впліває на струм КЗ. У момент включення струм в транзісторі наростає плавно через паразитних індуктівність LS в ланцюзі колектора. З цієї ж заподій Напруга має провал (Нижній графік). После Закінчення перехідного процеса до транзистора приклада повна Напруга живлення, что приводити до розсіяння велічезної потужності в крісталі. Режим КЗ звітність, перерваті через Деяк годину, необхідне для віключення помилковості спрацьовування. Цею годину Звичайний складає 1-10 мкс. Природно, что транзистор винен вітрімуваті перевантаження ПРОТЯГ цього годині.
В
Малюнок 2. - Коротке замикання НАВАНТАЖЕННЯ для включеного транзистора
принципова схема и епюрі напруги, відповідні цьом режиму, пріведені на малюнку 2. Як видно з графіків, Процеси в цьом випадка відбуваються Трохи інакше. Струм, як и у попередня випадка, обмеженності параметрами транзистора, наростає з швідкістю, візначуваною паразитних індуктівністю Ls (середній графік на малюнку 3). Перш чем струм досягнено стало значення, ПОЧИНАЄТЬСЯ ЗРОСТАННЯ напруги Vce (Нижній графік). Напруга на затворі зростає за рахунок ЕФЕКТ Міллера (Верхній графік). Відповідно зростає и струм колектора, Який может перевіщіті стало значення. У цьом режімі окрім Відключення транзистора звітність, Передбачити и обмеження напруги на затворі.
В
Малюнок 3.
Як було відмічено, стало значення Струму КЗ візначається напругою на затворі. Прото Зменшення цієї напруги приводити до Підвищення напруги насічення І, отже, до Збільшення ВТРАТИ провідності. Стійкість до КЗ тісно пов'язана и з крутизною транзистора. Транзистори IGBT з високим коефіцієн...
