Dè a th’ ann am prionnsapal cuairt dràibhidh MOSFET àrd-chumhachd?

Gheibh an aon MOSFET àrd-chumhachd, cleachdadh diofar chuairtean dràibhidh feartan suidse eadar-dhealaichte. Faodaidh cleachdadh deagh choileanadh den chuairt dràibhidh toirt air an inneal tionndadh cumhachd obrachadh ann an staid suidse a tha an ìre mhath air leth freagarrach, fhad ‘s a tha e a’ giorrachadh an ùine tionndaidh, a ’lughdachadh call suidse, tha stàladh èifeachdas obrachaidh, earbsachd agus sàbhailteachd air leth cudromach. Mar sin, tha buannachdan agus eas-bhuannachdan a ’chuairt dràibhidh a’ toirt buaidh dhìreach air coileanadh a ’phrìomh chuairt, tha reusanachadh dealbhadh a’ chuairt dràibhidh a ’sìor fhàs cudromach. Faodaidh meud beag thyristor, cuideam aotrom, àrd-èifeachdas, beatha fhada, furasta a chleachdadh, stad a chuir air an ceartaiche agus an inneal-tionndaidh gu furasta, agus chan urrainn dhaibh an structar cuairteachaidh atharrachadh fon bhun-bheachd atharrachadh meud an ceartachaidh no an inverter current.IGBT na mheasgachadh inneal deMOSFETagus GTR, aig a bheil feartan astar tionndaidh luath, deagh sheasmhachd teirmeach, cumhachd dràibhidh beag agus cuairteachadh dràibhidh sìmplidh, agus tha na buannachdan aige bho bhith a’ tuiteam bholtachd beag air-stàite, bholtadh àrd seasamh agus sruth gabhail àrd. Tha IGBT mar inneal toraidh cumhachd prìomh-shruthach, gu sònraichte ann an àiteachan àrd-chumhachd, air a chleachdadh gu cumanta ann an grunn roinnean.

Bu chòir don chuairt dràibhidh air leth freagarrach airson innealan suidse MOSFET àrd-chumhachd coinneachadh ris na riatanasan a leanas:

(1) Nuair a thèid an tiùb tionndadh cumhachd a thionndadh air, faodaidh an cuairteachadh dràibhidh sruth bunaiteach a tha ag èirigh gu luath a thoirt seachad, gus am bi cumhachd dràibhidh gu leòr ann nuair a thèid a thionndadh air, agus mar sin a ’lughdachadh call tionndaidh.

(2) Rè giùlan an tiùb suidse, faodaidh an sruth bunaiteach a bheir an draibhear MOSFET seachad dèanamh cinnteach gu bheil an tiùb cumhachd ann an staid giùlain shàthaichte fo staid luchdan sam bith, a ’dèanamh cinnteach à call giùlain gu ìre ìosal. Gus an ùine stòraidh a lughdachadh, bu chòir gum biodh an inneal ann an staid sùghaidh èiginneach mus tèid a dhùnadh.

(3) dùnadh, bu chòir don chuairt dràibhidh gu leòr draibhear bonn cùil a thoirt seachad gus na luchd-giùlan a tha air fhàgail san roinn bhunaiteach a tharraing a-mach gu sgiobalta gus an ùine stòraidh a lughdachadh; agus cuir ris bholtaids gearraidh claonadh cùil, gus am bi sruth an neach-cruinneachaidh a’ tuiteam gu sgiobalta gus an ùine tighinn air tìr a lughdachadh. Gu dearbh, tha dùnadh an thyristor fhathast gu ìre mhòr leis an tuiteam bholtachd anod cùil gus an dùnadh a chrìochnachadh.

Aig an àm seo, tha an thyristor a’ draibheadh ​​​​le àireamh coimeasach de dìreach tron ​​​​chruth-atharrachaidh no an aonaranachd optocoupler gus an deireadh bholtachd ìosal agus an deireadh bholtachd àrd a sgaradh, agus an uairsin tron ​​​​chuairt tionndaidh gus an stiùireadh thyristor a dhràibheadh. Air an IGBT airson cleachdadh gnàthach barrachd mhodal dràibhidh IGBT, ach cuideachd IGBT amalaichte, fèin-cumail suas siostam, fèin-bhreithneachadh agus modalan gnìomh eile den IPM.

Anns a ’phàipear seo, airson an thyristor a bhios sinn a’ cleachdadh, dealbhaich cuairt dràibhidh deuchainneach, agus stad air an fhìor dheuchainn gus dearbhadh gun urrainn dha an thyristor a dhràibheadh. A thaobh draibheadh ​​IGBT, tha am pàipear seo gu ìre mhòr a’ toirt a-steach na prìomh sheòrsan de dhràibhear IGBT a th’ ann an-dràsta, a bharrachd air a’ chuairt dràibhidh co-fhreagarrach aca, agus an draibhear aonaranachd optocoupler as cumanta gus stad a chuir air an deuchainn atharrais.

2. Sgrùdadh cuairteachaidh draibhidh thyristor san fharsaingeachd is iad na cumhaichean obrachaidh thyristor:

(1) tha an thyristor a 'gabhail ris a' bholtaids anod cùil, ge bith dè an seòrsa bholtachd a tha aig a 'gheata, tha an thyristor ann an staid dheth.

(2) Bidh Thyristor a’ gabhail ri bholtaids anode air adhart, is ann dìreach ma tha an geata a’ gabhail ri bholtadh dearbhach a tha an thyristor air.

(3) Thyristor anns an t-suidheachadh giùlain, dìreach bholtadh anod dearbhach sònraichte, ge bith dè an bholtadh geata, dh ’iarr an thyristor air giùlan, is e sin, às deidh an stiùireadh thyristor, tha an geata air chall. (4) thyristor anns an t-suidheachadh giùlain, nuair a lughdaich am prìomh bholtadh cuairteachaidh (no sruth) gu faisg air neoni, thèid an thyristor a dhùnadh. Bidh sinn a’ taghadh an thyristor mar TYN1025, is e an bholtadh seasamh aige 600V gu 1000V, gnàthach suas gu 25A. feumaidh e bholtadh dràibhidh geata a bhith 10V gu 20V, is e sruth dràibhidh 4mA gu 40mA. agus is e an sruth cumail suas 50mA, is e sruth an einnsean 90mA. an dàrna cuid leudachan comharra brosnachaidh DSP no CPLD cho fada ri 5V. An toiseach, fhad ‘s a tha leud 5V gu 24V, agus an uairsin tro chruth-atharrachaidh aonaranachd 2: 1 gus an comharra brosnachaidh 24V a thionndadh gu comharra brosnachaidh 12V, fhad‘ s a chuireas e crìoch air gnìomh an aonaranachd bholtachd àrd is ìosal.

Dealbhadh cuairteachaidh deuchainneach agus mion-sgrùdadh

An toiseach, an cuairteachadh àrdachadh, mar thoradh air a ’chuairt cruth-atharrachaidh aonaranachd ann an ìre cùil anMOSFETfeumaidh inneal comharra brosnachaidh 15V, agus mar sin feumar an comharra brosnachaidh 5V an-toiseach a thoirt a-steach do chomharra brosnachaidh 15V, tron ​​​​chomharra MC14504 5V, air a thionndadh gu comharra 15V, agus an uairsin tron ​​​​CD4050 air toradh cumadh comharra dràibhidh 15V, sianal 2 ceangailte ris a’ chomharra cuir a-steach 5V, tha sianal 1 ceangailte ris an toradh Tha Channel 2 ceangailte ris a’ chomharra cuir a-steach 5V, tha sianal 1 ceangailte ri toradh a’ chomharra brosnachaidh 15V.

Is e an dàrna pàirt an cuairteachadh cruth-atharrachaidh aonaranachd, is e prìomh obair na cuairte: an comharra brosnachaidh 15V, air a thionndadh gu bhith na chomharra brosnachaidh 12V gus cùl an thyristor a chuir air adhart, agus an comharra brosnachaidh 15V a dhèanamh agus an astar eadar an cùl. àrd-ùrlar.

Is e prionnsapal obrach a ’chuairt: air sgàth anMOSFETBholtadh dràibhidh IRF640 de 15V, mar sin, an toiseach, ann an ruigsinneachd J1 gu comharra tonn ceàrnagach 15V, tron ​​​​fhrith-rathad R4 ceangailte ris an riaghlaiche 1N4746, gus am bi am bholtadh brosnachaidh seasmhach, ach cuideachd gus nach bi an bholtadh brosnachaidh ro àrd , loisg MOSFET, agus an uair sin chun an MOSFET IRF640 (gu dearbh, tha seo atharrachadh tube, smachd a chumail air cùl deireadh an fhosglaidh agus a 'dùnadh. Smachd air ais deireadh na an tionndadh air agus dheth), às deidh smachd a chumail air cearcall dleastanais a’ chomharra dràibhidh, gus smachd a chumail air àm tionndaidh is tionndaidh an MOSFET. Nuair a tha an MOSFET fosgailte, co-ionann ris an talamh D-pòla aige, dheth nuair a tha e fosgailte, an dèidh a 'chuairt deireadh-cùil co-ionann ri 24 V. Agus tha an cruth-atharrachaidh tron ​​​​atharrachadh bholtaids gus crìoch cheart a' chomharra toraidh 12 V a dhèanamh. . Tha ceann deas a ’chruth-atharrachaidh ceangailte ri drochaid ceartachaidh, agus an uairsin tha an comharra 12V air a thoirt a-mach bhon cheangal X1.

Duilgheadasan a thachair tron ​​​​deuchainn

An toiseach, nuair a chaidh an cumhachd a thionndadh air, shèid am fiùs gu h-obann, agus nas fhaide air adhart nuair a chaidh sgrùdadh a dhèanamh air a ’chuairt, chaidh a lorg gu robh duilgheadas ann le dealbhadh tùsail a’ chuairt. An toiseach, gus buaidh nas fheàrr a thoirt air a 'bhuaidh a th' aig a 'phìob tionndaidh aige, tha an talamh 24V agus sgaradh talamh 15V, a tha a' fàgail pòla geata G MOSFET co-ionnan ri cùl a 'phòla S air a chrochadh, agus mar thoradh air sin tha meallta meallta. Is e làimhseachadh an talamh 24V agus 15V a cheangal ri chèile, agus a-rithist gus stad a chuir air an deuchainn, bidh an cuairteachadh ag obair gu h-àbhaisteach. Tha ceangal cuairteachaidh àbhaisteach, ach nuair a bhios tu a ’gabhail pàirt anns a’ chomharra dràibhidh, teas MOSFET, a bharrachd air comharra draibhidh airson ùine, tha am fiùs air a shèideadh, agus an uairsin cuir ris a ’chomharra draibhidh, tha am fiùs air a shèideadh gu dìreach. Thoir sùil air a’ chuairt air a lorg gu bheil cearcall dleastanais àrd-ìre a’ chomharra draibhidh ro mhòr, agus mar thoradh air an sin tha ùine tionndaidh MOSFET ro fhada. Bidh dealbhadh a’ chuairt seo a’ dèanamh nuair a dh’ fhosgail am MOSFET, chuir 24V gu dìreach ri cinn an MOSFET, agus cha do chuir e resistor cuibhreachaidh sruth ris, ma tha an ùine air adhart ro fhada gus am bi an sruth ro mhòr, milleadh MOSFET, chan urrainn don fheum air cearcall dleastanais a’ chomharran a bhith ro mhòr, san fharsaingeachd anns an 10% gu 20% no mar sin.

2.3 Dearbhadh a’ chuairt dràibhidh

Gus dearbhadh dè cho comasach ‘s a tha an cuairteachadh dràibhidh, bidh sinn ga chleachdadh gus an cuairteachadh thyristor ceangailte ann an sreath a dhràibheadh, an thyristor ann an sreath ri chèile agus an uairsin anti-co-shìnte, ruigsinneachd don chuairt le reactance inductive, an solar cumhachd Is e stòr bholtachd 380V AC.

MOSFET sa chuairt seo, an comharra brosnachaidh thyristor Q2, Q8 tron ​​​​ruigsinneachd G11 agus G12, agus comharra brosnachaidh Q5, Q11 tron ​​​​ruigsinneachd G21, G22. Mus tèid an comharra dràibhidh fhaighinn gu ìre geata thyristor, gus comas an-aghaidh casg an thyristor a leasachadh, tha geata an thyristor ceangailte ri resistor agus capacitor. Tha an cuairteachadh seo ceangailte ris an inductor agus an uairsin air a chuir a-steach don phrìomh chuairt. Às deidh smachd a chumail air ceàrn giùlain an thyristor gus smachd a chumail air an inneal-inntrigidh mòr a-steach don phrìomh ùine cuairteachaidh, na cuairtean àrda is ìosal de cheàrn ìre an eadar-dhealachaidh comharra brosnachaidh de leth cearcall, tha an G11 agus G12 gu h-àrd nan comharra brosnachaidh fad na slighe tro chuairt dràibhidh ìre aghaidh a’ chruth-atharrachaidh aonaranachd air a sgaradh bho chèile, tha an G21 agus an G22 as ìsle cuideachd air an dealachadh bhon aon dòigh sa bheil an comharra. Bidh an dà chomharra brosnachaidh a’ brosnachadh cuairteachadh thyristor an-aghaidh co-shìnte giùlan adhartach is àicheil, os cionn an t-seanail 1 ceangailte ri bholtadh cuairteachaidh thyristor gu lèir, ann an giùlan thyristor bidh e na 0, agus tha sianal 2, 3 ceangailte ris a ’chuairt thyristor suas is sìos na comharran brosnachaidh rathaid, tha an sianal 4 air a thomhas le sruthadh sruth an thyristor gu lèir.

Thomhais sianal 2 comharra brosnachaidh dearbhach, air a phiobrachadh os cionn an t-slighe thyristor, tha an sruth dearbhach; Thomhais an t-sianal 3 comharra brosnachaidh cùil, a’ piobrachadh an cuairteachadh ìosal de ghiùlan thyristor, tha an sruth àicheil.

Tha mòran iarrtasan sònraichte aig cuairteachadh dràibhidh 3.IGBT den chuairt dràibhidh IGBT seiminear, le geàrr-chunntas:

(1) dràibheadh ​​​​ìre àrdachadh is tuiteam a 'chuisle bholtaids a bhith mòr gu leòr. igbt tionndaidh air, tha an oir as àirde de bholtachd geata cas air a chuir ris a’ gheata G agus an emitter E eadar a ’gheata, gus am bi e air a thionndadh gu sgiobalta gus an tionndadh as giorra a ruighinn ann an ùine gus call tionndaidh a lughdachadh. Ann an dùnadh IGBT, bu chòir don chuairt dràibhidh geata a bhith a’ toirt seachad an oir laighe IGBT tha bholtadh dùnadh gu math cas, agus gu geata IGBT G agus emitter E eadar an bholtadh claon-cùil iomchaidh, gus am bi an dùnadh luath IGBT, a’ giorrachadh an ùine dùnadh, a’ lughdachadh. an call dùnadh.

(2) Às deidh giùlan IGBT, bu chòir gum biodh am bholtadh dràibhidh agus an t-sruth a bheir a’ chuairt dràibhidh geata seachad gu leòr airson bholtadh dràibhidh agus sruth IGBT, gus am bi toradh cumhachd an IGBT an-còmhnaidh ann an staid shàthaichte. Overload gluasadach, bu chòir an cumhachd dràibhidh a bheir a’ chuairt dràibhidh geata a bhith gu leòr gus dèanamh cinnteach nach fàg an IGBT an sgìre sùghaidh agus milleadh.

(3) Bu chòir do chuairt dràibhidh geata IGBT bholtadh dràibhidh dearbhach IGBT a thoirt seachad gus an luach iomchaidh a ghabhail, gu sònraichte ann am pròiseas obrachaidh geàrr-chuairt an uidheamachd a thathas a ’cleachdadh san IGBT, bu chòir an bholtadh dràibhidh adhartach a thaghadh chun luach as ìsle a tha a dhìth. Bu chòir tagradh atharrachadh bholtachd geata an IGBT a bhith 10V ~ 15V airson an ìre as fheàrr.

(4) Pròiseas dùnadh IGBT, tha an bholtadh claon àicheil a chaidh a chuir a-steach eadar an geata - emitter cuideachail airson an IGBT a dhùnadh gu sgiobalta, ach cha bu chòir a thoirt ro mhòr, gabh àbhaisteach -2V gu -10V.

(5) a thaobh luchdan mòra inductive, tha atharrachadh ro luath cronail, bheir luchdan mòr inductive ann an tionndadh luath agus tionndadh IGBT, àrd-tricead agus leudachd àrd agus leud cumhang an spike bholtaids Ldi / dt , chan eil an spìc furasta a ghabhail a-steach, furasta milleadh inneal a chruthachadh.

(6) Leis gu bheil an IGBT air a chleachdadh ann an àiteachan bholtachd àrd, mar sin bu chòir gum biodh an cuairteachadh dràibhidh leis a ’chuairt smachd gu lèir ann an comas fìor aonaranachd, cleachdadh àbhaisteach aonaranachd co-cheangail optigeach àrd-astar no aonaranachd ceangail cruth-atharrachaidh.

Inbhe circuit drive

Le leasachadh teicneòlas amalaichte, tha an cuairteachadh dràibhidh geata IGBT gnàthach gu ìre mhòr fo smachd sgoltagan aonaichte. Tha am modh smachd fhathast gu ìre mhòr trì seòrsaichean:

(1) seòrsa brosnachaidh dìreach gun aonaranachd dealain eadar na comharran cuir a-steach agus toraidh.

(2) draibhear aonaranachd cruth-atharrachaidh eadar na comharran cuir a-steach agus toraidh a’ cleachdadh aonaranachd cruth-atharrachaidh cuisle, ìre bholtachd aonaranachd suas gu 4000V.

Tha 3 dòighean-obrach mar a leanas

Dòigh-obrach fulangach: tha toradh an cruth-atharrachaidh àrd-sgoile air a chleachdadh gus an IGBT a dhràibheadh ​​​​gu dìreach, air sgàth cuingealachaidhean co-ionannachd bholt-diog, chan eil e buntainneach ach ann an àiteachan far nach eil an cearcall dleastanais ag atharrachadh mòran.

Dòigh gnìomhach: chan eil an cruth-atharrachaidh a ’toirt seachad ach comharran iomallach, anns a’ chuairt amplifier plastaig àrd-sgoile gus IGBT a dhràibheadh, tha cruth tonn dràibhidh nas fheàrr, ach tha feum air cumhachd taice fa leth a thoirt seachad.

Modh fèin-sholarachaidh: tha cruth-atharrachaidh cuisle air a chleachdadh gus an dà chuid lùth dràibhidh agus teicneòlas modaladh agus demodulation àrd-tricead a chuir a-steach airson comharran loidsig a thoirt seachad, air a roinn ann an dòigh fèin-sholarachaidh seòrsa modulation agus fèin-sholarachadh teicneòlas roinneadh ùine, anns a bheil am modaladh -seòrsa cumhachd fèin-sholarachaidh don drochaid ceartachaidh gus an solar cumhachd a tha a dhìth, modaladh àrd-tricead agus teicneòlas demodulation a ghineadh gus comharran loidsig a tharraing.

3. Conaltradh agus eadar-dhealachadh eadar thyristor agus IGBT drive

Tha eadar-dhealachadh aig cuairteachadh dràibhidh Thyristor agus IGBT eadar an aon ionad. An toiseach, feumar an dà chuairt dràibhidh gus an inneal suidse agus an cuairteachadh smachd a sgaradh bho chèile, gus nach bi cuairtean bholtachd àrd a ’toirt buaidh air a’ chuairt smachd. An uairsin, tha an dà chuid air an cur an sàs ann an comharra draibhidh a’ gheata gus an inneal suidse a chuir air. Is e an eadar-dhealachadh gu bheil feum aig an draibhear thyristor air comharra gnàthach, fhad ‘s a tha feum aig an IGBT air comharra bholtachd. Às deidh giùlan an inneal suidse, tha geata an thyristor air smachd a chall air cleachdadh an thyristor, ma tha thu airson an thyristor a dhùnadh, bu chòir na cinn-uidhe thyristor a chuir ris a ’bholtadh cùil; agus chan fheum ach dùnadh IGBT a chuir ri geata an bholtachd dràibhidh àicheil, gus an IGBT a dhùnadh.

4. Co-dhùnadh

Tha am pàipear seo air a roinn sa mhòr-chuid ann an dà phàirt den aithris, a ’chiad phàirt den iarrtas cuairteachaidh draibhidh thyristor gus stad a chuir air an aithris, dealbhadh a’ chuairt dràibhidh co-fhreagarrach, agus tha dealbhadh a ’chuairt air a chuir an sàs anns a’ chuairt thyristor practaigeach, tro atharrais. agus deuchainneachd gus ion-dhèantachd a’ chuairt dràibhidh a dhearbhadh, stad am pròiseas deuchainneach a thachair ann am mion-sgrùdadh nan duilgheadasan agus chaidh dèiligeadh ris. An dàrna pàirt den phrìomh dheasbad air an IGBT air iarrtas a ’chuairt dràibhidh, agus air a’ bhunait seo gus an cuairteachadh dràibhidh IGBT gnàthach a thathas a ’cleachdadh gu cumanta a thoirt a-steach, agus am prìomh chuairt dràibhidh aonaranachd optocoupler gus stad a chuir air an atharrais agus an deuchainn, gus an ion-dhèantachd a 'chuairt dràibhidh.