Бутстрепный методе управления силовыми ключами

August 16, 2013 by admin Комментировать »

Атеперь мы поговорим о бутстрепном методе управления силовыми ключами, реализованном в большинстведрайверных микросхем фирмы «International Rectifier». Поможет нам в этом рис. 2.3.10. Итак, заряд, накапливаемый в бутстрепном конденсаторе Сь, имитирует «плавающий» источник питания, который обеспечивает энергией ту половинудрайвеpa, которая относится к «верхнему» плечу силового транзистора. Посколькудрайвер построен на полевых элементах, суммарная мощность, расходуемая на управление, незначительна и может быть быстро пополнена из источника питания. В динамическом режиме работы «плавающий» источник заменяется конденсатором соответствующей емкости, подзаряжающимся от источника питания драйвера.

Когдатранзистор «нижнего» плеча проводитток, истоктранзистора «верхнего» плеча оказывается замкнутым на «общий» провод, и бутстрепный диод VDb, открываясь, заряжает конденсатор Сь (рис. 2.3.11, а).

Рис. 2.3.11. Пояснение работы бутстрепного каскада

Далее, когда транзистор «нижнего» плеча закрывается и начинает открываться транзистор «верхнего» плеча, диод VDb оказывается подпертым потенциалом питания силовой схемы, и схема управления «верхним» плечом питается исключительно разрядным током конденсатора Сь (рис. 2.3.11 б). Таким образом, бутстрепный конденсатор постоянно «гуляет» между «общим» схемы и проводником силового питания Um.

Величина бутстрепной емкости должна быть выбрана расчетным путем. Слишком маленькая емкость может разрядиться раньше времени и закрыть транзистор «верхнего» плеча. Слишком большая емкость может не успевать заряжаться. Основные факторы, влияющие на разряд бутстрепной емкости: величина заряда затвора силового транзистора Qg, ток потребления выходного каскададрайвера в статическом режиме Iqbs, циклическое изменение заряда драйвера QIS (составляет 5 нКл для 600-вольтовыхдрайверов и 20 нКл для 1200-вольтовых), ток утечки затвора Igss, ток утечки Icbs бутстрепного конденсатора Сь. Минимальный заряд бутстрепного конденсатора определяется из выражения:

Разработчики рекомендуют применять в бутстрепных схемах конденсаторы с возможно малым током утечки (идеальный вариант — танталовые конденсаторы). Кроме того, величина тока утечки затвора мала, поэтому перечисленные факторы учитывать нет смысла — их вклад минимален. С учетом выражения (2.3.1) мы можем записать расчетную формулу для определения емкости бутстрепного конденсатора:

где U^ — напряжение питания схемы управления;

Uf — падение напряжения на бутстрепном диоде (типовое значение — 0,8…1,0 В);

/ — частота коммутации.

Полученное значение бутстрепной емкости является минимальным. Чтобы минимизировать риск от ненадежной работы схемы, разработчики рекомендуют умножить полученный результат на коэффициент 10…15.

Бутстрепный диод должен выдерживать обратное напряжение не менее, чем (i7in+ £^сс). Кроме того, он должен иметь возможно меньший обратный ток и хорошие характеристики обратного восстановления. Рекомендуемое время обратного восстановления бутстрепного диода не должно превышать 100 нс.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты