Isti MOSFET velike snage, korištenje različitih pogonskih krugova će dobiti različite karakteristike prebacivanja. Korištenje dobrih performansi pogonskog kruga može učiniti da uređaj za preklapanje snage radi u relativno idealnom prekidačkom stanju, dok su skraćivanje vremena uključivanja, smanjenje gubitaka uključivanja, instalacija efikasnosti rada, pouzdanosti i sigurnosti od velikog značaja. Stoga, prednosti i nedostaci pogonskog kola direktno utiču na performanse glavnog kola, racionalizacija dizajna pogonskog kola je sve važnija. Tiristor male veličine, male težine, visoke efikasnosti, dugog vijeka trajanja, jednostavan za korištenje, može lako zaustaviti ispravljač i inverter i ne može promijeniti strukturu kola pod pretpostavkom promjene veličine ispravljača ili invertorske struje. IGBT je kompozit uređaj odMOSFETi GTR, koji ima karakteristike velike brzine prebacivanja, dobre termičke stabilnosti, male pogonske snage i jednostavnog pogonskog kruga, a ima i prednosti malog pada napona u uključenom stanju, visokog otpornog napona i velike struje prihvata. IGBT kao glavni izlazni uređaj, posebno na mjestima velike snage, obično se koristi u različitim kategorijama.
Idealno pogonsko kolo za MOSFET sklopne uređaje velike snage treba da ispuni sljedeće zahtjeve:
(1) Kada je cijev za prebacivanje snage uključena, pogonsko kolo može osigurati brzo rastuću baznu struju, tako da ima dovoljno pogonske snage kada je uključena, čime se smanjuje gubitak pri uključivanju.
(2) Tokom provodljivosti uklopne cijevi, bazna struja koju osigurava MOSFET pogonsko kolo može osigurati da je strujna cijev u stanju zasićenja provodljivosti pod bilo kojim opterećenjem, osiguravajući relativno male gubitke provodljivosti. Kako bi se smanjilo vrijeme skladištenja, uređaj bi trebao biti u kritičnom stanju zasićenja prije isključivanja.
(3) gašenje, pogonsko kolo treba da obezbedi dovoljan osnovni pogon unazad za brzo izvlačenje preostalih nosača u baznom regionu kako bi se smanjilo vreme skladištenja; i dodati granični napon obrnutog prednapona, tako da struja kolektora brzo pada kako bi se smanjilo vrijeme slijetanja. Naravno, isključenje tiristora je i dalje uglavnom zbog obrnutog pada napona anode da bi se dovršilo gašenje.
Trenutno, tiristor vozi s uporedivim brojem samo kroz transformator ili izolaciju optospojnika kako bi se razdvojio kraj niskog napona i kraj visokog napona, a zatim kroz kolo za konverziju da bi pokrenuo provodljivost tiristora. Na IGBT za trenutnu upotrebu više IGBT pogonskih modula, ali i integrisanih IGBT, sistema samoodržavanja, samodijagnostike i drugih funkcionalnih modula IPM-a.
U ovom radu, za tiristor koji koristimo, dizajniramo eksperimentalni pogonski krug i zaustavljamo pravi test kako bismo dokazali da on može pokretati tiristor. Što se tiče pogona IGBT, ovaj rad uglavnom predstavlja trenutne glavne tipove IGBT pogona, kao i njihov odgovarajući pogonski sklop, te najčešće korišteni izolacijski pogon optokaplera za zaustavljanje simulacionog eksperimenta.
2. Proučavanje tiristorskog pogonskog kola općenito su uvjeti rada tiristora:
(1) tiristor prihvata obrnuti anodni napon, bez obzira na to koji gejt prihvata kakav napon, tiristor je u isključenom stanju.
(2) Tiristor prihvata prednji anodni napon, samo u slučaju da gejt prihvata pozitivan napon na kome je tiristor uključen.
(3) Tiristor u stanju vodljivosti, samo određeni pozitivni anodni napon, bez obzira na napon kapije, tiristor je insistirao na provodljivosti, odnosno nakon tiristorske provodljivosti, kapija se gubi. (4) tiristor u stanju vodljivosti, kada se napon glavnog kruga (ili struja) smanji na blizu nule, tiristor se isključuje. Odabrali smo tiristor TYN1025, njegov otporni napon je 600V do 1000V, struja do 25A. zahtijeva da je napon pogona gejta 10V do 20V, struja pogona je 4mA do 40mA. i struja njegovog održavanja je 50mA, struja motora je 90mA. ili DSP ili CPLD amplituda triger signala do 5V. Prije svega, sve dok amplituda od 5V u 24V, a zatim kroz 2:1 izolacijski transformator za pretvaranje 24V okidač signala u 12V okidač signala, dok se završava funkcija gornjeg i donjeg napona izolacije.
Dizajn i analiza eksperimentalnog kola
Prije svega, krug za pojačanje, zbog izolacijskog transformatorskog kruga u stražnjem stupnjuMOSFETuređaju je potreban okidač od 15V, tako da je potrebno prvo amplitudno 5V okidač signala u 15V okidač signal, preko MC14504 5V signala, konvertirati u 15V signal, a zatim preko CD4050 na izlazu 15V pogonskog signala za oblikovanje, kanal 2 je spojen na ulazni signal od 5V, kanal 1 je spojen na izlaz Kanal 2 je spojen na ulazni signal od 5V, kanal 1 je povezan na izlaz signala okidača od 15V.
Drugi dio je krug izolacionog transformatora, glavna funkcija kruga je: signal okidača od 15 V, pretvoren u signal okidača od 12 V za aktiviranje stražnjeg dijela tiristora, i za pokretanje signala okidača od 15 V i udaljenost između stražnje strane pozornici.
Princip rada kola je: zbogMOSFETIRF640 pogonski napon od 15V, dakle, prije svega, u J1 pristup 15V pravokutnom signalu, preko otpornika R4 spojenog na regulator 1N4746, tako da napon okidača bude stabilan, ali i da okidački napon ne bude previsok , spalio MOSFET, a zatim na MOSFET IRF640 (u stvari, ovo je prekidačka cijev, kontrola stražnjeg kraja otvaranja i zatvaranja. Kontrola stražnjeg kraja uključivanja i isključivanja), nakon upravljanja radni ciklus pogonskog signala, kako bi se moglo kontrolirati vrijeme uključivanja i isključivanja MOSFET-a. Kada je MOSFET otvoren, ekvivalentno njegovom D-polu uzemljenja, isključen kada je otvoren, nakon stražnjeg kola ekvivalentnog 24 V. I transformator prolazi kroz promjenu napona kako bi napravio desni kraj izlaznog signala od 12 V . Desni kraj transformatora je spojen na ispravljački most, a zatim se signal od 12 V izlazi iz konektora X1.
Problemi nastali tokom eksperimenta
Prije svega, kada je uključeno napajanje, osigurač je iznenada pregorio, a kasnije prilikom provjere strujnog kruga ustanovljeno je da postoji problem s prvobitnim dizajnom kola. U početku, da bi se poboljšao efekat izlaza njegove komutacione cevi, 24V uzemljenje i 15V razdvajanje uzemljenja, zbog čega je G pole MOSFET-a ekvivalentno zadnjem delu S pola, je suspendovano, što dovodi do lažnog okidanja. Tretman je da se spoji 24V i 15V uzemljenje zajedno, i opet da se zaustavi eksperiment, kolo radi normalno. Povezivanje kruga je normalno, ali kada sudjeluje u pogonskom signalu, MOSFET zagrijava, plus pogonski signal na određeno vrijeme, osigurač je pregorio, a zatim dodajte pogonski signal, osigurač se direktno pregori. Provjerite krug koji je otkrio da je radni ciklus visokog nivoa pogonskog signala prevelik, što rezultira da je vrijeme uključivanja MOSFET-a predugo. Dizajn ovog kola čini kada se MOSFET otvori, 24V se dodaje direktno na krajeve MOSFET-a, a ne dodaje otpornik koji ograničava struju, ako je vrijeme uključenja predugo da bi struja bila prevelika, MOSFET oštećenje, potreba za regulacijom radnog ciklusa signala ne može biti prevelika, općenito u 10% do 20% ili tako.
2.3 Provjera pogonskog kruga
Kako bismo provjerili izvodljivost pogonskog kruga, koristimo ga za pogon tiristorskog kola međusobno spojenog u seriju, tiristora u seriji jedan s drugim, a zatim antiparalelnog, pristup kolu s induktivnom reaktancijom, napajanje je izvor AC napona 380V.
MOSFET u ovom kolu, tiristor Q2, Q8 okida signal kroz G11 i G12 pristup, dok Q5, Q11 okida signal preko G21, G22 pristup. Prije nego što se pogonski signal primi na nivo gejta tiristora, kako bi se poboljšala sposobnost tiristora protiv smetnji, kapija tiristora je povezana na otpornik i kondenzator. Ovaj krug se spaja na induktor, a zatim se stavlja u glavni krug. Nakon kontrole ugla provodljivosti tiristora za kontrolu velikog induktora u vrijeme glavnog kola, gornji i donji krug faznog kuta okidačkog signala razlika pola ciklusa, gornji G11 i G12 je signal okidača do kraja kroz pogonsko kolo prednjeg stepena izolacionog transformatora je izolovano jedan od drugog, donji G21 i G22 su takođe izolovani od signala na isti način. Dva signala okidača pokreću antiparalelno tiristorsko kolo pozitivno i negativno provođenje, iznad 1 kanala je spojen na cijeli napon tiristorskog kola, u tiristorskoj vodljivosti postaje 0, a 2, 3 kanal je spojen na tiristorsko kolo gore i dolje signali okidača ceste, 4 kanal se mjeri protokom cijele tiristorske struje.
2 kanal mjeri pozitivan signal okidača, aktiviran iznad tiristorske vodljivosti, struja je pozitivna; 3 kanal izmjeren obrnuti signal okidača, pokreće donji krug tiristora provodljivosti, struja je negativna.
3.IGBT pogonsko kolo seminara IGBT pogonsko kolo ima mnogo posebnih zahtjeva, sažeto:
(1) voziti brzina porasta i pada naponskog impulsa treba biti dovoljno velika. igbt uključen, prednja ivica strmog napona gejta se dodaje gejtu G i emiteru E između gejta, tako da se brzo uključuje da bi se postiglo najkraće vreme uključivanja kako bi se smanjili gubici pri uključivanju. U IGBT isključenju, pogonski sklop gejta trebao bi osigurati da IGBT sletna ivica ima vrlo strm napon isključivanja, a do IGBT kapije G i emitera E između odgovarajućeg obrnutog prednapona, tako da IGBT brzo isključivanje, skrati vrijeme isključivanja, smanji gubitak pri gašenju.
(2) Nakon IGBT provodljivosti, pogonski napon i struja koje osigurava pogonsko kolo gejta treba da budu dovoljne amplitude za IGBT pogonski napon i struju, tako da izlazna snaga IGBT-a uvijek bude u zasićenom stanju. Prijelazno preopterećenje, pogonska snaga koju osigurava pogonski krug gejta trebala bi biti dovoljna da osigura da IGBT ne izađe iz područja zasićenja i ne ošteti.
(3) Pogonski krug IGBT gejta treba da obezbedi IGBT pozitivni pogonski napon kako bi poprimio odgovarajuću vrednost, posebno u procesu kratkog spoja opreme koja se koristi u IGBT, pozitivni pogonski napon treba da bude odabran na minimalnu potrebnu vrednost. Preklopna primjena napona gejta IGBT bi trebala biti 10V ~ 15V za najbolje.
(4) Proces isključivanja IGBT-a, negativni prednapon primijenjen između gejta - emitera pogoduje brzom gašenju IGBT-a, ali ga ne treba uzimati prevelikim, uobičajenim uzimanjem -2V do -10V.
(5) u slučaju velikih induktivnih opterećenja, prebrzo prebacivanje je štetno, velika induktivna opterećenja u IGBT brzom uključivanju i gašenju će proizvesti visokofrekventnu i veliku amplitudu i usku širinu šiljka napona Ldi / dt , šiljak nije lako apsorbirati, lako se formira oštećenje uređaja.
(6) Kako se IGBT koristi na visokonaponskim mjestima, tako bi pogonski krug trebao biti s cijelim upravljačkim krugom u potencijalu teške izolacije, uobičajena upotreba izolacije brze optičke spojnice ili izolacije spojnice transformatora.
Status pogonskog kola
Sa razvojem integrisane tehnologije, trenutni pogonski krug IGBT kapije je uglavnom kontrolisan integrisanim čipovima. Način upravljanja i dalje su uglavnom tri vrste:
(1) tip direktnog okidanja bez električne izolacije između ulaznog i izlaznog signala.
(2) Pogon izolacije transformatora između ulaznog i izlaznog signala pomoću izolacije impulsnog transformatora, nivo napona izolacije do 4000V.
Postoje 3 pristupa kako slijedi
Pasivni pristup: izlaz sekundarnog transformatora se koristi za direktno pokretanje IGBT, zbog ograničenja volt-sekundnog izjednačavanja, primjenjiv je samo na mjestima gdje se radni ciklus ne mijenja mnogo.
Aktivna metoda: transformator daje samo izolirane signale, u krugu sekundarnog plastičnog pojačala za pogon IGBT-a, valni oblik pogona je bolji, ali je potrebno osigurati odvojeno pomoćno napajanje.
Metoda samonapajanja: impulsni transformator se koristi za prijenos i pogonske energije i tehnologije visokofrekventne modulacije i demodulacije za prijenos logičkih signala, podijeljenih na pristup samonapojnog tipa modulacije i tehnologiju samonapajanja s podjelom vremena, u kojoj je modulacija -tip samonapojnog napajanja za ispravljački most za generiranje potrebnog napajanja, visokofrekventnu modulaciju i tehnologiju demodulacije za prijenos logičkih signala.
3. Kontakt i razlika između tiristora i IGBT pogona
Tiristorski i IGBT pogonski krug ima razliku između sličnog centra. Prije svega, dva pogonska kruga su potrebna da izoluju sklopni uređaj i upravljački krug jedan od drugog, kako bi se izbjeglo da visokonaponski krugovi imaju utjecaj na upravljački krug. Zatim se oba primjenjuju na signal pogona kapije kako bi se uključio uređaj za uključivanje. Razlika je u tome što tiristorski pogon zahtijeva strujni signal, dok IGBT zahtijeva signal napona. Nakon provođenja sklopnog uređaja, kapija tiristora je izgubila kontrolu nad korištenjem tiristora, ako želite isključiti tiristor, terminale tiristora treba dodati na obrnuti napon; i IGBT isključivanje samo treba dodati na kapiju negativnog pogonskog napona, da bi se isključio IGBT.
4. Zaključak
Ovaj rad je uglavnom podijeljen na dva dijela narativa, prvi dio zahtjeva tiristorskog pogonskog kola da se zaustavi naracija, dizajn odgovarajućeg pogonskog kola, a dizajn kola se primjenjuje na praktično tiristorsko kolo, kroz simulaciju. i eksperimentisanje kako bi se dokazala izvodljivost pogonskog kruga, eksperimentalni proces na koji se susreo u analizi problema je zaustavljen i obrađen. Drugi dio glavne rasprave o IGBT-u na zahtjev pogonskog kruga, i na osnovu toga da se dalje uvede trenutno uobičajeno korišteno IGBT pogonsko kolo, i glavni pogonski krug za izolaciju optokaplera da se zaustavi simulacija i eksperiment, da se dokaže izvodljivost pogonskog kruga.
Vrijeme objave: Apr-15-2024
