Bydd yr un MOSFET pŵer uchel, y defnydd o gylchedau gyriant gwahanol yn cael nodweddion newid gwahanol. Gall defnyddio perfformiad da'r gylched yrru wneud i'r ddyfais newid pŵer weithio mewn cyflwr newid cymharol ddelfrydol, tra'n byrhau'r amser newid, lleihau colledion newid, gosod effeithlonrwydd gweithredu, dibynadwyedd a diogelwch yn arwyddocaol iawn. Felly, mae manteision ac anfanteision y cylched gyrru yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad y prif gylched, mae rhesymoli dyluniad y cylched gyrru yn gynyddol bwysig. Gall maint bach Thyristor, pwysau ysgafn, effeithlonrwydd uchel, bywyd hir, hawdd ei ddefnyddio, atal y rectifier a'r gwrthdröydd yn hawdd, ac ni all newid y strwythur cylched o dan y rhagosodiad o newid maint y rectifier neu'r gwrthdröydd current.IGBT yn gyfansawdd dyfais oMOSFETa GTR, sydd â nodweddion cyflymder newid cyflym, sefydlogrwydd thermol da, pŵer gyrru bach a chylched gyrru syml, ac mae ganddo fanteision gostyngiad foltedd bach ar y wladwriaeth, foltedd gwrthsefyll uchel a cherrynt derbyn uchel. Mae IGBT fel dyfais allbwn pŵer prif ffrwd, yn enwedig mewn lleoedd pŵer uchel, wedi'i ddefnyddio'n gyffredin mewn amrywiol gategorïau.
Dylai'r gylched yrru ddelfrydol ar gyfer dyfeisiau newid MOSFET pŵer uchel fodloni'r gofynion canlynol:
(1) Pan fydd y tiwb newid pŵer yn cael ei droi ymlaen, gall y gylched yrru ddarparu cerrynt sylfaen sy'n codi'n gyflym, fel bod digon o bŵer gyrru pan gaiff ei droi ymlaen, gan leihau'r golled troi ymlaen.
(2) Yn ystod dargludiad y tiwb newid, gall y cerrynt sylfaen a ddarperir gan gylched gyrrwr MOSFET sicrhau bod y tiwb pŵer mewn cyflwr dargludiad dirlawn o dan unrhyw gyflwr llwyth, gan sicrhau colled dargludiad cymharol isel. Er mwyn lleihau'r amser storio, dylai'r ddyfais fod mewn cyflwr dirlawnder critigol cyn ei chau.
(3) cau i lawr, dylai'r cylched gyrru ddarparu digon o gefn gyriant sylfaen i gyflym dynnu allan y cludwyr sy'n weddill yn y rhanbarth sylfaen i leihau'r amser storio; ac ychwanegu foltedd toriad gogwydd gwrthdro, fel bod cerrynt y casglwr yn disgyn yn gyflym i leihau'r amser glanio. Wrth gwrs, mae cau'r thyristor yn dal i fod yn bennaf gan y gostyngiad foltedd anod gwrthdro i gwblhau'r diffodd.
Ar hyn o bryd, mae'r gyriant thyristor gyda nifer cymharol o ychydig trwy'r newidydd neu ynysu optocoupler i wahanu'r diwedd foltedd isel a diwedd foltedd uchel, ac yna trwy'r gylched trosi i yrru'r dargludiad thyristor. Ar y IGBT ar gyfer y defnydd presennol o fwy modiwl gyriant IGBT, ond hefyd IGBT integredig, hunan-cynnal a chadw system, hunan-ddiagnosis a modiwlau swyddogaethol eraill yr IPM.
Yn y papur hwn, ar gyfer y thyristor a ddefnyddiwn, dyluniwch gylched gyrru arbrofol, a stopiwch y prawf go iawn i brofi y gall yrru'r thyristor. O ran gyriant IGBT, mae'r papur hwn yn bennaf yn cyflwyno'r prif fathau presennol o yrru IGBT, yn ogystal â'u cylched gyrru cyfatebol, a'r gyriant ynysu optocoupler a ddefnyddir amlaf i atal yr arbrawf efelychu.
2. Astudiaeth cylched gyriant thyristor yn gyffredinol yr amodau gweithredu thyristor yw:
(1) mae'r thyristor yn derbyn y foltedd anod gwrthdro, waeth beth fo'r giât yn derbyn pa fath o foltedd, mae'r thyristor yn y cyflwr oddi ar.
(2) Mae Thyristor yn derbyn foltedd anod ymlaen, dim ond yn achos y giât sy'n derbyn foltedd positif y mae'r thyristor ymlaen.
(3) Thyristor yn y cyflwr dargludiad, dim ond foltedd anod positif penodol, waeth beth fo foltedd y giât, mynnodd y thyristor dargludiad, hynny yw, ar ôl dargludiad thyristor, mae'r giât yn cael ei golli. (4) thyristor yn y cyflwr dargludiad, pan gostyngodd y foltedd prif gylched (neu gyfredol) i bron i sero, y diffodd thyristor. Rydyn ni'n dewis y thyristor yw TYN1025, ei foltedd gwrthsefyll yw 600V i 1000V, cerrynt hyd at 25A. mae'n ei gwneud yn ofynnol bod y foltedd gyrru giât yn 10V i 20V, mae cerrynt gyriant yn 4mA i 40mA. a'i gerrynt cynnal a chadw yw 50mA, cerrynt yr injan yw 90mA. naill ai osgled signal sbardun DSP neu CPLD cyhyd â 5V. Yn gyntaf oll, cyn belled â bod yr osgled o 5V yn 24V, ac yna trwy drawsnewidydd ynysu 2: 1 i drosi'r signal sbardun 24V yn signal sbardun 12V, wrth gwblhau swyddogaeth ynysu foltedd uchaf ac isaf.
Dylunio cylched arbrofol a dadansoddi
Yn gyntaf oll, y gylched hwb, oherwydd y gylched trawsnewidyddion ynysu yn y cam cefn yMOSFETmae angen signal sbardun 15V ar y ddyfais, felly mae angen signal sbardun 5V osgled yn gyntaf i mewn i signal sbardun 15V, trwy'r signal MC14504 5V, wedi'i drawsnewid yn signal 15V, ac yna trwy'r CD4050 ar allbwn y signal gyrru 15V siapio, sianel 2 wedi'i gysylltu â'r signal mewnbwn 5V, mae sianel 1 wedi'i chysylltu â'r allbwn Mae Sianel 2 wedi'i chysylltu â'r signal mewnbwn 5V, mae sianel 1 wedi'i chysylltu ag allbwn y signal sbardun 15V.
Yr ail ran yw'r cylched trawsnewidydd ynysu, prif swyddogaeth y gylched yw: y signal sbardun 15V, wedi'i drawsnewid yn signal sbardun 12V i sbarduno dargludiad cefn y thyristor, ac i wneud y signal sbardun 15V a'r pellter rhwng y cefn llwyfan.
Egwyddor gweithio'r gylched yw: oherwydd yMOSFETFoltedd gyrru IRF640 o 15V, felly, yn gyntaf oll, mewn mynediad J1 i signal tonnau sgwâr 15V, trwy'r gwrthydd R4 sy'n gysylltiedig â'r rheoleiddiwr 1N4746, fel bod y foltedd sbarduno yn sefydlog, ond hefyd i wneud nad yw'r foltedd sbardun yn rhy uchel , llosgi MOSFET, ac yna i'r MOSFET IRF640 (mewn gwirionedd, mae hwn yn tiwb newid, rheolaeth pen ôl yr agoriad a'r cau. Rheoli pen ôl y troad ymlaen a diffodd), ar ôl rheoli'r cylch dyletswydd y signal gyrru, i allu rheoli amser troi ymlaen a diffodd y MOSFET. Pan fydd y MOSFET yn agored, sy'n cyfateb i'w ddaear D-polyn, i ffwrdd pan fydd yn agored, ar ôl y cylched pen ôl sy'n cyfateb i 24 V. Ac mae'r newidydd trwy'r newid foltedd i wneud pen dde'r signal allbwn 12 V . Mae pen dde'r newidydd wedi'i gysylltu â phont unionydd, ac yna mae'r signal 12V yn cael ei allbwn o gysylltydd X1.
Problemau a gafwyd yn ystod yr arbrawf
Yn gyntaf oll, pan gafodd y pŵer ei droi ymlaen, chwythodd y ffiws yn sydyn, ac yn ddiweddarach wrth wirio'r cylched, canfuwyd bod problem gyda'r dyluniad cylched cychwynnol. I ddechrau, er mwyn gwella effaith ei allbwn tiwb newid, y ddaear 24V a 15V gwahanu ddaear, sy'n gwneud polyn giât y MOSFET G sy'n cyfateb i gefn y polyn S yn cael ei atal, gan arwain at sbarduno ffug. Y driniaeth yw cysylltu'r ddaear 24V a 15V gyda'i gilydd, ac eto i atal yr arbrawf, mae'r gylched yn gweithio fel arfer. Mae cysylltiad cylched yn normal, ond wrth gymryd rhan yn y signal gyrru, gwres MOSFET, ynghyd â signal gyrru am gyfnod o amser, caiff y ffiws ei chwythu, ac yna ychwanegwch y signal gyrru, caiff y ffiws ei chwythu'n uniongyrchol. Gwiriwch fod y gylched yn canfod bod cylch dyletswydd lefel uchel y signal gyrru yn rhy fawr, gan arwain at amser troi ymlaen MOSFET yn rhy hir. Mae dyluniad y gylched hon yn gwneud pan fydd y MOSFET yn agor, ychwanegodd 24V yn uniongyrchol at bennau'r MOSFET, ac nid oedd yn ychwanegu gwrthydd cyfyngu cerrynt, os yw'r ar-amser yn rhy hir i wneud y cerrynt yn rhy fawr, difrod MOSFET, ni all yr angen i reoleiddio cylch dyletswydd y signal fod yn rhy fawr, yn gyffredinol yn y 10% i 20% neu fwy.
2.3 Gwirio'r cylched gyrru
Er mwyn gwirio dichonoldeb y cylched gyrru, rydym yn ei ddefnyddio i yrru'r gylched thyristor sy'n gysylltiedig mewn cyfres â'i gilydd, y thyristor mewn cyfres â'i gilydd ac yna'n gwrth-gyfochrog, mynediad i'r gylched gydag adweithedd anwythol, y cyflenwad pŵer yw ffynhonnell foltedd 380V AC.
MOSFET yn y gylched hon, mae'r thyristor Q2, signal sbardun Q8 trwy'r mynediad G11 a G12, tra bod signal sbardun Q5, Q11 trwy'r mynediad G21, G22. Cyn i'r signal gyrru gael ei dderbyn i lefel giât thyristor, er mwyn gwella gallu gwrth-ymyrraeth y thyristor, mae giât y thyristor wedi'i gysylltu â gwrthydd a chynhwysydd. Mae'r gylched hon wedi'i chysylltu â'r inductor ac yna'n cael ei rhoi yn y brif gylched. Ar ôl rheoli ongl dargludiad y thyristor i reoli'r inductor mawr i'r prif amser cylched, cylchedau uchaf ac isaf ongl cam y gwahaniaeth signal sbardun o hanner cylch, mae'r G11 a'r G12 uchaf yn signal sbardun yr holl ffordd. trwy gylched gyrru cam blaen y newidydd ynysu yn cael ei hynysu oddi wrth ei gilydd, mae'r G21 isaf a G22 hefyd wedi'u hynysu o'r un ffordd y signal. Mae'r ddau signal sbardun yn sbarduno cylched thyristor gwrth-gyfochrog dargludiad positif a negyddol, uwchlaw'r sianel 1 yn gysylltiedig â'r foltedd cylched thyristor cyfan, yn y dargludiad thyristor mae'n dod yn 0, a 2, mae 3 sianel yn gysylltiedig â'r gylched thyristor i fyny ac i lawr y signalau sbardun ffordd, mae'r sianel 4 yn cael ei fesur gan lif y presennol thyristor cyfan.
Mesurodd 2 sianel signal sbardun positif, wedi'i sbarduno uwchben y dargludiad thyristor, mae'r cerrynt yn bositif; Mesurodd 3 sianel signal sbardun gwrthdro, gan sbarduno cylched isaf y dargludiad thyristor, mae'r cerrynt yn negyddol.
Mae gan gylched gyrru 3.IGBT o gylched gyrru IGBT seminar lawer o geisiadau arbennig, wedi'u crynhoi:
(1) gyrru dylai cyfradd codi a chwymp y pwls foltedd fod yn ddigon mawr. igbt troi ymlaen, mae ymyl arweiniol y foltedd giât serth yn cael ei ychwanegu at y giât G a'r allyrrydd E rhwng y giât, fel ei fod yn cael ei droi ymlaen yn gyflym i gyrraedd y tro byrraf ar amser i leihau colledion troi ymlaen. Yn y cau i lawr IGBT, dylai'r gylched gyriant giât ddarparu ymyl glanio IGBT yn foltedd cau serth iawn, ac i'r giât IGBT G ac allyrrydd E rhwng y foltedd gogwydd gwrthdro priodol, fel bod y cau IGBT cyflym, byrhau'r amser diffodd, lleihau y golled cau i lawr.
(2) Ar ôl dargludiad IGBT, dylai'r foltedd gyrru a'r cerrynt a ddarperir gan y gylched gyriant giât fod yn ddigon osgled ar gyfer foltedd a cherrynt gyriant IGBT, fel bod allbwn pŵer yr IGBT bob amser mewn cyflwr dirlawn. Gorlwytho dros dro, dylai'r pŵer gyrru a ddarperir gan y gylched gyrru giât fod yn ddigon i sicrhau nad yw'r IGBT yn gadael y rhanbarth dirlawnder a difrod.
(3) Dylai cylched gyrru giât IGBT ddarparu foltedd gyrru positif IGBT i gymryd y gwerth priodol, yn enwedig ym mhroses weithredu cylched byr yr offer a ddefnyddir yn yr IGBT, dylid dewis y foltedd gyrru positif i'r isafswm gwerth gofynnol. Dylai newid cymhwysiad foltedd giât yr IGBT fod yn 10V ~ 15V am y gorau.
(4) Proses cau IGBT, mae'r foltedd rhagfarn negyddol a gymhwysir rhwng y porth - allyrrydd yn ffafriol i gau'r IGBT yn gyflym, ond ni ddylid ei gymryd yn rhy fawr, cymerir cyffredin -2V i -10V.
(5) yn achos llwythi anwythol mawr, mae newid rhy gyflym yn niweidiol, bydd llwythi anwythol mawr yn y troad cyflym IGBT ymlaen a'r diffodd, yn cynhyrchu amledd uchel ac osgled uchel a lled cul y foltedd pigyn Ldi / dt , nid yw'r pigyn yn hawdd i'w amsugno, yn hawdd i ffurfio difrod dyfais.
(6) Gan fod yr IGBT yn cael ei ddefnyddio mewn lleoedd foltedd uchel, felly dylai'r cylched gyrru fod gyda'r cylched rheoli cyfan yn y potensial o ynysu difrifol, y defnydd cyffredin o ynysu cyplu optegol cyflym neu ynysu cyplydd trawsnewidyddion.
Statws cylched gyrru
Gyda datblygiad technoleg integredig, mae cylched gyrru giât IGBT gyfredol yn cael ei reoli'n bennaf gan sglodion integredig. Mae'r dull rheoli yn dal i fod yn dri math yn bennaf:
(1) math sbarduno uniongyrchol dim ynysu trydanol rhwng y signalau mewnbwn ac allbwn.
(2) gyriant ynysu trawsnewidyddion rhwng y signalau mewnbwn ac allbwn gan ddefnyddio ynysu trawsnewidyddion pwls, lefel foltedd ynysu hyd at 4000V.
Mae 3 ymagwedd fel a ganlyn
Dull goddefol: defnyddir allbwn y newidydd eilaidd i yrru'r IGBT yn uniongyrchol, oherwydd cyfyngiadau'r cydraddoli folt-eiliad, dim ond mewn mannau lle nad yw'r cylch dyletswydd yn newid llawer y mae'n berthnasol.
Dull gweithredol: dim ond signalau ynysig y mae'r newidydd yn eu darparu, yn y gylched amplifier plastig eilaidd i yrru IGBT, mae tonffurf gyrru yn well, ond mae angen darparu pŵer ategol ar wahân.
Dull hunan-gyflenwi: defnyddir trawsnewidydd pwls i drosglwyddo ynni gyrru a thechnoleg modiwleiddio a dadfodiwleiddio amledd uchel ar gyfer trosglwyddo signalau rhesymeg, wedi'i rannu'n ddull hunan-gyflenwi math modiwleiddio a hunan-gyflenwad technoleg rhannu amser, lle mae'r modiwleiddio -math pŵer hunan-gyflenwi i'r bont unionydd i gynhyrchu'r cyflenwad pŵer gofynnol, modiwleiddio amledd uchel a thechnoleg demodulation i drosglwyddo signalau rhesymeg.
3. Cyswllt a gwahaniaeth rhwng thyristor a gyriant IGBT
Mae gan gylched gyriant Thyristor a IGBT wahaniaeth rhwng y ganolfan debyg. Yn gyntaf oll, mae angen y ddau gylched gyrru i ynysu'r ddyfais newid a'r gylched reoli oddi wrth ei gilydd, er mwyn osgoi bod cylchedau foltedd uchel yn cael effaith ar y gylched reoli. Yna, mae'r ddau yn cael eu cymhwyso i'r signal gyriant giât i sbarduno'r ddyfais troi ymlaen. Y gwahaniaeth yw bod angen signal cerrynt ar y gyriant thyristor, tra bod angen signal foltedd ar yr IGBT. Ar ôl dargludiad y ddyfais newid, mae giât y thyristor wedi colli rheolaeth ar y defnydd o'r thyristor, os ydych chi am gau'r thyristor, dylid ychwanegu terfynellau thyristor at y foltedd gwrthdro; a dim ond cau IGBT sydd angen ei ychwanegu at giât y foltedd gyrru negyddol, i gau'r IGBT i lawr.
4. Casgliad
Mae'r papur hwn wedi'i rannu'n bennaf yn ddwy ran o'r naratif, rhan gyntaf y cais cylched gyriant thyristor i atal y naratif, dyluniad y cylched gyrru cyfatebol, a chynllun y gylched yn cael ei gymhwyso i'r cylched thyristor ymarferol, trwy efelychu ac arbrofi i brofi dichonoldeb y cylched gyrru, y broses arbrofol a gafwyd yn y dadansoddiad o'r problemau stopio ac ymdrin â hwy. Ail ran y brif drafodaeth ar yr IGBT ar gais y cylched gyrru, ac ar y sail hon i gyflwyno ymhellach y cylched gyrru IGBT a ddefnyddir yn gyffredin ar hyn o bryd, a'r prif gylched gyriant ynysu optocoupler i atal yr efelychiad ac arbrofi, i brofi'r dichonoldeb y cylched gyrru.
Amser post: Ebrill-15-2024
