An MOSFET ard-chumhachta céanna, gheobhaidh úsáid ciorcaid tiomána éagsúla tréithe aistrithe éagsúla. Is féidir le húsáid dea-fheidhmíocht an chuaird tiomána an gléas lasctha cumhachta a dhéanamh i stát lasctha réasúnta idéalach, agus an t-am lasc a ghiorrú, caillteanais aistrithe a laghdú, tá tábhacht mhór ag baint le suiteáil na héifeachtúlachta oibriúcháin, na hiontaofachta agus na sábháilteachta. Dá bhrí sin, bíonn tionchar díreach ag buntáistí agus míbhuntáistí an chiorcaid tiomána ar fheidhmíocht an phríomhchiorcad, tá dearadh an chuaird tiomána ag éirí níos tábhachtaí agus níos mó a chuíchóiriú. Is féidir le Thyristor méid beag, meáchan éadrom, éifeachtacht ard, saol fada, éasca le húsáid, stop a chur go héasca ar an ceartaitheoir agus inverter, agus ní féidir a athrú ar an struchtúr ciorcad faoin mbonn a athrú ar an méid de na ceartaitheoir nó inverter reatha.IGBT ilchodach gléas deMOSFETagus GTR, a bhfuil tréithe luas aistrithe tapa, cobhsaíocht theirmeach maith, cumhacht tiomána beag agus ciorcad tiomána simplí, agus tá na buntáistí a bhaineann le titim voltas beag ar an stát, voltas ard-sheasamh agus ard-ghlacacht reatha. Tá IGBT mar fheiste aschuir cumhachta príomhshrutha, go háirithe in áiteanna ardchumhachta, in úsáid go coitianta i gcatagóirí éagsúla.
Ba cheart go gcomhlíonfadh an ciorcad tiomána idéalach le haghaidh feistí lasctha MOSFET ardchumhachta na ceanglais seo a leanas:
(1) Nuair a bhíonn an feadán lasctha cumhachta ar siúl, is féidir leis an gciorcad tiomána bunsruth tapa ag ardú a sholáthar, ionas go mbeidh go leor cumhachta tiomána ann nuair a bhíonn sé ar siúl, rud a laghdóidh an caillteanas cas.
(2) Le linn seoladh an fheadáin lasctha, is féidir leis an mbunsruth a sholáthraíonn ciorcad tiománaí MOSFET a chinntiú go bhfuil an feadán cumhachta i stát seolta sáithithe faoi aon choinníoll ualaigh, rud a chinntíonn caillteanas seoltachta atá measartha íseal. D'fhonn an t-am stórála a laghdú, ba cheart go mbeadh an gléas i stát sáithithe ríthábhachtach roimh múchadh.
(3) múchadh, ba cheart go soláthródh an ciorcad tiomána tiomáint bonn droim ar ais leordhóthanach chun na hiompróirí atá fágtha sa réigiún bonn a tharraingt amach go tapa chun an t-am stórála a laghdú; agus cuir voltas gearrtha claonta droim ar ais, ionas go dtiteann sruth an bhailitheora go tapa chun an t-am tuirlingthe a laghdú. Ar ndóigh, tá múchadh an thyristor fós den chuid is mó ag an titim voltas anóid droim ar ais chun an múchadh a chomhlánú.
Faoi láthair, tá an thyristor tiomáint le líon inchomparáide díreach tríd an claochladán nó leithlisiú optocoupler a scaradh an deireadh voltas íseal agus deireadh ardvoltais, agus ansin tríd an ciorcad chomhshó chun an seoladh thyristor a thiomáint. Ar an IGBT le haghaidh úsáid reatha modúl tiomána IGBT níos mó, ach freisin IGBT comhtháite, féinchothabháil an chórais, féin-dhiagnóisiú agus modúil feidhmiúla eile an IPM.
Sa pháipéar seo, le haghaidh an thyristor a úsáidimid, dearadh ciorcad tiomána turgnamhach, agus stop an tástáil fíor chun a chruthú gur féidir leis an thyristor a thiomáint. Maidir le tiomáint IGBT, tugann an páipéar seo isteach go príomha na príomhchineálacha tiomána IGBT atá ann faoi láthair, chomh maith lena gciorcad tiomána comhfhreagrach, agus an tiomáint leithlisithe optocoupler is coitianta a úsáidtear chun stop a chur leis an turgnamh insamhalta.
2. Staidéar ciorcad tiomána thyristor go ginearálta is iad na coinníollacha oibriúcháin thyristor:
(1) glacann an thyristor an voltas anóid droim ar ais, is cuma cén cineál voltas a ghlacann an geata, tá an thyristor sa stát as.
(2) Glacann Thyristor voltas anóid ar aghaidh, ach amháin i gcás go nglacann an geata voltas dearfach a bhfuil an thyristor air.
(3) Thyristor sa riocht seoltachta, ach voltas anóid dearfach áirithe, beag beann ar an voltas geata, d'áitigh an thyristor ar sheoladh, is é sin, tar éis seoladh an thyristor, cailltear an geata. (4) thyristor sa riocht seoltaí, nuair a laghdaigh an voltas ciorcad is mó (nó reatha) go dtí gar do nialas, múchadh an thyristor. Roghnaímid an thyristor ná TYN1025, is é an voltas withstand ná 600V go 1000V, reatha suas le 25A. éilíonn sé go bhfuil an voltas tiomána geata 10V go 20V, is é an sruth tiomána 4mA go 40mA. agus is é a sruth cothabhála ná 50mA, is é 90mA sruth an innill. ceachtar aimplitiúid comhartha truicir DSP nó CPLD chomh fada le 5V. Gcéad dul síos, chomh fada leis an aimplitiúid 5V isteach 24V, agus ansin trí chlaochladán leithlisiú 2:1 chun an comhartha truicir 24V a thiontú go comhartha truicear 12V, agus feidhm an leithlisiú voltas uachtair agus íochtair a chomhlánú.
Dearadh ciorcad turgnamhach agus anailís
Gcéad dul síos, an ciorcad teanndáileog, mar gheall ar an chuaird claochladán leithlis sa chéim chúl anMOSFETtá gá le comhartha truicear 15V ar an bhfeiste, mar sin an gá atá le comhartha truicear 5V aimplitiúid den chéad uair isteach i comhartha truicear 15V, tríd an comhartha MC14504 5V, a thiontú ina chomhartha 15V, agus ansin tríd an CD4050 ar aschur an chomhartha tiomána 15V a mhúnlú, cainéal 2 ceangailte leis an comhartha ionchuir 5V, tá cainéal 1 ceangailte leis an aschur Tá Channel 2 ceangailte leis an comhartha ionchuir 5V, tá cainéal 1 ceangailte le aschur an chomhartha truicir 15V.
Is é an dara cuid an ciorcad claochladán aonrúcháin, is é príomhfheidhm an chuaird ná: an comhartha truicear 15V, a thiontú ina chomhartha truicir 12V chun seoladh ais an thyristor a spreagadh, agus an comhartha truicear 15V a dhéanamh agus an fad idir an ais. stáitse.
Is é prionsabal oibre an chuaird ná: mar gheall ar anMOSFETVoltas tiomána IRF640 de 15V, mar sin, ar an gcéad dul síos, i rochtain J1 ar chomhartha tonn cearnach 15V, tríd an bhfriotóir R4 ceangailte leis an rialtóir 1N4746, ionas go mbeidh an voltas truicear cobhsaí, ach freisin chun nach bhfuil an voltas truicir ró-ard. , dóite MOSFET, agus ansin chuig an MOSFET IRF640 (go deimhin, is feadán lasctha é seo, rialú deireadh chúl an oscailt agus an dúnta. Rialú deireadh chúl an cas ar agus cas), tar éis rialú a dhéanamh ar an timthriall dualgas an chomhartha tiomána, a bheith in ann am cas ar agus múchta an MOSFET a rialú. Nuair a bhíonn an MOSFET oscailte, atá comhionann lena thalamh D-cuaille, amach nuair a bhíonn sé oscailte, tar éis an ciorcad cúl-deireadh comhionann le 24 V. Agus is é an claochladán tríd an athrú voltais chun deireadh ceart an chomhartha aschuir 12 V a dhéanamh. . Tá deireadh ceart an claochladáin ceangailte le droichead ceartaitheora, agus ansin tá an comhartha 12V aschur ó chónascaire X1.
Fadhbanna a tháinig chun solais le linn an turgnaimh
Ar an gcéad dul síos, nuair a cuireadh an chumhacht ar siúl, shéid an fiús go tobann, agus níos déanaí nuair a bhí an ciorcad á sheiceáil, fuarthas amach go raibh fadhb ann le dearadh an chuaird tosaigh. Ar dtús, d'fhonn éifeacht a aschur feadán lasctha a fheabhsú, tá an scaradh talún 24V agus 15V, rud a fhágann go bhfuil cuaille G geata MOSFET comhionann le cúl an cuaille S ar fionraí, rud a fhágann go bhfuil spreagadh bréagach ann. Is é an chóireáil ná an talamh 24V agus 15V a nascadh le chéile, agus arís chun an turgnamh a stopadh, oibríonn an ciorcad de ghnáth. Tá nasc ciorcaid gnáth, ach nuair a bhíonn tú rannpháirteach sa chomhartha tiomána, teas MOSFET, móide comhartha tiomána ar feadh tréimhse ama, tá an fiús séidte, agus ansin cuir an comhartha tiomána, tá an fiús séidte go díreach. Seiceáil an ciorcad a fuarthas amach go bhfuil timthriall dualgas ardleibhéil an chomhartha tiomána ró-mhór, rud a fhágann go bhfuil an t-am sealaithe MOSFET ró-fhada. Déanann dearadh an chiorcaid seo nuair a osclaíonn an MOSFET, chuir 24V go díreach le foircinn an MOSFET, agus níor chuir sé friotóir teorantach le sruth, má tá an t-am ró-fhada chun an sruth a dhéanamh ró-mhór, damáiste MOSFET, ní féidir leis an ngá atá le timthriall dualgas an chomhartha a rialáil a bheith ró-mhór, go ginearálta sa 10% go 20% nó mar sin.
2.3 An ciorcad tiomána a fhíorú
D'fhonn féidearthacht an chuaird tiomána a fhíorú, bainimid úsáid as é chun an ciorcad thyristor ceangailte i sraith a thiomáint, an thyristor i sraith lena chéile agus ansin frith-chomhthreomhar, rochtain ar an gciorcad le imoibríocht ionduchtach, an soláthar cumhachta Is foinse voltas 380V AC.
MOSFET sa chiorcad seo, an thyristor Q2, Q8 comhartha truicir tríd an rochtain G11 agus G12, agus Q5, Q11 truicear comhartha tríd an rochtain G21, G22. Sula bhfaightear an comhartha tiomána go dtí an leibhéal geata thyristor, d'fhonn feabhas a chur ar chumas frith-chur isteach an thyristor, tá geata an thyristor ceangailte le friotóir agus toilleoir. Tá an ciorcad seo ceangailte leis an inductor agus ansin é a chur isteach sa phríomhchiorcad. Tar éis rialú a dhéanamh ar uillinn seolta an thyristor chun an inductor mór a rialú isteach sa phríomh-am ciorcad, na ciorcaid uachtaracha agus íochtaracha den uillinn chéim den difríocht comhartha truicear de leath thimthriall, is comhartha truicear é an G11 uachtarach agus G12 an bealach ar fad. tríd an gciorcad tiomána ar an gcéim tosaigh den chlaochladán leithlis scoite óna chéile, tá an G21 níos ísle agus G22 scoite amach freisin ón mbealach céanna an comhartha. Spreagann an dá chomhartha truicear ciorcad thyristor frith-chomhthreomhar seoltacht dhearfach agus diúltach, os cionn an 1 cainéal atá ceangailte leis an voltas ciorcad thyristor ar fad, sa seoladh thyristor bíonn sé 0, agus 2, tá 3 cainéal ceangailte leis an gciorcad thyristor suas agus síos. na comharthaí truicear bóthair, déantar an 4 chainéal a thomhas de réir sruth an thyristor iomlán.
2 cainéal thomhas comhartha truicir dearfach, spreagtha os cionn an seoladh thyristor, tá an sruth dearfach; 3 cainéal thomhas comhartha truicir droim ar ais, a chuireann faoi deara an ciorcad níos ísle ar an seoladh thyristor, tá an sruth diúltach.
Tá go leor iarratais speisialta ag ciorcad tiomána 3.IGBT den chiorcad tiomána IGBT seimineár, achoimrítear:
(1) tiomáint ba chóir go mbeadh an ráta ardú agus titim ar an gcuisle voltas sách mór. igbt cas ar, cuirtear an chiumhais tosaigh an voltas geata géar leis an geata G agus emitter E idir an geata, ionas go mbeidh sé iompú go tapa chun teacht ar an cas is giorra ar an am chun caillteanais cas ar a laghdú. I múchadh IGBT, ba cheart go soláthródh an ciorcad tiomána geata go bhfuil an imeall tuirlingthe IGBT voltas múchadh an-ghéar, agus go dtí an geata IGBT G agus emitter E idir an voltas claonta droim ar ais cuí, ionas go mbeidh an múchadh tapa IGBT, ghiorrú an t-am múchadh, a laghdú. an caillteanas múchadh.
(2) Tar éis seoladh IGBT, ba cheart go mbeadh an voltas tiomána agus an sruth a sholáthraíonn an ciorcad tiomána geata aimplitiúid leordhóthanach le haghaidh voltas tiomána IGBT agus sruth, ionas go mbeidh aschur cumhachta an IGBT i stát sáithithe i gcónaí. Ró-ualach neamhbhuan, ba cheart go mbeadh an chumhacht tiomána a sholáthraíonn an ciorcad tiomána geata leordhóthanach chun a chinntiú nach dtéann an IGBT as an réigiún saturation agus damáiste.
(3) Ba cheart go soláthródh ciorcad tiomána geata IGBT voltas tiomána dearfach IGBT chun an luach cuí a ghlacadh, go háirithe i bpróiseas oibriúcháin gearrchiorcaid an trealaimh a úsáidtear san IGBT, ba cheart an voltas tiomána dearfach a roghnú go dtí an luach íosta is gá. Ba cheart go mbeadh cur i bhfeidhm lasctha voltas geata an IGBT 10V ~ 15V mar is fearr.
(4) Próiseas múchta IGBT, tá an voltas claonta diúltach a chuirtear i bhfeidhm idir an geata - astaíochta a chabhródh le múchadh tapa an IGBT, ach níor chóir é a ghlacadh ró-mhór, gnáth-thóg -2V go -10V.
(5) i gcás ualaí ionduchtacha móra, tá athrú ró-tapa díobhálach, déanfaidh ualaí ionduchtaithe móra i cas tapa agus cas IGBT, ard-minicíocht agus aimplitiúid ard agus leithead caol an spike voltas Ldi / dt. , nach bhfuil an spike éasca a ionsú, éasca le damáiste gléas a fhoirmiú.
(6) Toisc go n-úsáidtear an IGBT in áiteanna ardvoltais, mar sin ba chóir go mbeadh an ciorcad tiomána leis an gciorcad rialaithe ar fad i bpoitéinseal leithlisithe dian, gnáthúsáid aonrú cúplála optúla ardluais nó aonrú cúplála claochladáin.
Stádas ciorcad tiomána
Le forbairt na teicneolaíochta comhtháite, tá an ciorcad tiomána geata IGBT reatha á rialú den chuid is mó ag sliseanna comhtháite. Tá an modh rialaithe fós den chuid is mó trí chineál:
(1) cineál truicear díreach gan aon leithlisiú leictreach idir na comharthaí ionchuir agus aschuir.
(2) tiomáint aonrú claochladán idir na comharthaí ionchuir agus aschuir ag baint úsáide as leithlisiú claochladán cuisle, leibhéal voltas aonrúcháin suas go dtí 4000V.
Tá 3 chur chuige mar seo a leanas
Cur chuige éighníomhach: úsáidtear aschur an claochladáin tánaisteach chun an IGBT a thiomáint go díreach, mar gheall ar theorainneacha an chothromaithe volt-dara, níl sé infheidhme ach amháin maidir le háiteanna nach n-athraíonn an timthriall dleachta mórán.
Modh gníomhach: ní sholáthraíonn an claochladán ach comharthaí scoite, sa chiorcad amplifier plaisteach tánaisteach chun IGBT a thiomáint, tá tonnform tiomáint níos fearr, ach an gá atá le cumhacht cúnta ar leithligh a sholáthar.
Modh féin-soláthair: úsáidtear claochladán cuisle chun fuinneamh tiomána agus teicneolaíocht modhnú agus demodulation ard-minicíochta a tharchur chun comharthaí loighic a tharchur, roinnte i gcur chuige féin-sholáthair modhnú-cineál agus féin-sholáthar teicneolaíochta ama-roinnte, ina bhfuil an modhnú -Cineál féin-soláthair cumhachta chuig an droichead ceartaitheoir a ghiniúint an soláthar cumhachta is gá, modhnú ard-minicíocht agus teicneolaíocht demodulation a tharchur comharthaí loighic.
3. Teagmháil agus difríocht idir thyristor agus tiomáint IGBT
Tá difríocht idir an t-ionad den chineál céanna ag ciorcad tiomána Thyristor agus IGBT. Ar an gcéad dul síos, is gá an dá chiorcad tiomána chun an gléas lasctha agus an ciorcad rialaithe a leithlisiú óna chéile, ionas nach mbeidh tionchar ag ciorcaid ardvoltais ar an gciorcad rialaithe. Ansin, cuirtear an dá cheann i bhfeidhm ar an comhartha tiomána geata chun an gléas lasctha a chur ar siúl. Is é an difríocht ná go n-éilíonn an tiomáint thyristor comhartha reatha, agus éilíonn an IGBT comhartha voltais. Tar éis seoladh an fheiste lasctha, tá rialú caillte ag geata an thyristor ar úsáid an thyristor, más mian leat an thyristor a dhúnadh, ba cheart na críochfoirt thyristor a chur leis an voltas droim ar ais; agus ní gá ach múchadh IGBT a chur le geata an voltas tiomána diúltach, chun an IGBT a dhúnadh.
4. Conclúid
Tá an páipéar seo roinnte go príomha ina dhá chuid den scéal, an chéad chuid den iarratas chuaird tiomáint thyristor chun stop a chur leis an scéal, dearadh an chuaird tiomáint comhfhreagrach, agus dearadh an chuaird i bhfeidhm ar an ciorcad thyristor praiticiúil, trí insamhalta. agus turgnamh chun féidearthacht an chuaird tiomána a chruthú, stop an próiseas turgnamhach a tháinig chun cinn san anailís ar na fadhbanna agus ar déileáladh leo. An dara cuid den phríomhphlé ar an IGBT ar iarratas an chuaird tiomána, agus ar an mbonn seo a thabhairt isteach a thuilleadh ar an ciorcad tiomána IGBT reatha a úsáidtear go coitianta, agus an ciorcad tiomáint aonrú is mó optocoupler chun stop a chur leis an insamhalta agus turgnamh, a chruthú ar an indéantacht an chiorcaid tiomána.
Am poist: Apr-15-2024
