Простая схема высоковольтного драйвера

Vishay BYV26C BYV28-50 IRFP450 UF5406

Простой высоковольтный драйвер на MOSFET решает проблему управления MOSFET верхнего плеча с помощью низковольтного транзистора Q1 и специальной схемы, включающей диод D6 (Рисунок 1). Такой драйвер намного быстрее, чем те, в которых применяются оптопары, поэтому проблемы мертвого времени минимальны. В драйвере используются обычные блокирующие диоды D4 и D6, а также параллельные диоды D5 и D8. Транзистор Q3 обеспечивает выключение Q2. Когда Q3 включен, затвор транзистора Q2 закорочен на землю через резистор R4. Резистор R4 ограничивает ток и демпфирует колебания. Затвор Q2 быстро разряжается, поскольку время разряда ограничено только значением R4. Благодаря резистору R2 транзистор Q1 остается закрытым, и C3 заряжается до 12 В через диод D2. Импульс затвора создает ток через конденсатор C4, а диод D3 защищает переход база-эмиттер Q1.

Эта схема, вероятно, является самым простым высоковольтным драйвером, который можно сделать.
Рисунок 1. Эта схема, вероятно, является самым простым высоковольтным драйвером,
который можно сделать.

При включенном Q2 происходит следующее. Когда уровень сигнала на управляющем входе ШИМ опускается вниз, Q3 быстро закрывается благодаря диоду D7. Ток смещения C4×dV/dt течет через C4 в базу транзистора Q1. Q1 заряжает выходную емкость Q3 и емкость затвора Q2, и Q2 включается. C3 обеспечивает ток коллектора. Если период большой, Q1 продолжает проводить ток и компенсировать утечку транзистора Q3. Если бы в качестве D6 был выбран диод Шоттки, ток утечки которого велик, сопротивление резистора R1 пришлось бы уменьшить. В течение короткого периода между двумя MOSFET существует сквозной ток. Это явление более заметно, когда Q3 выключается, а Q2 включается. Небольшой дроссель L1, включенный последовательно с основным источником питания, ограничивает броски тока. Дросселю нужна снабберная цепь (фильтр), образованная элементами D1, R1 и C2. Обратите внимание, что индуктивность дросселя невелика и может быть еще меньше.

Этот буфер увеличивает скорость переключения на входе ШИМ схемы на Рисунке 1.
Рисунок 2. Этот буфер увеличивает скорость переключения
на входе ШИМ схемы на Рисунке 1.

Показанные номиналы компонентов рассчитаны на трехфазный 370-ваттный драйвер с перегрузочной способностью 150%. При замене MOSFET емкость конденсатора C4 также должна быть изменена в соответствии с суммарным зарядом затвора и выходной емкостью Q3, которая, впрочем, намного меньше и может не учитываться. Транзистор Q1 усиливает ток конденсатора, поэтому емкость C4 должна быть пропорциональна QG2×hFE1. Не делайте емкость C4 большей, чем требуется, поскольку базовый ток Q1 будет слишком большим. Чтобы получить все преимущества быстродействия схемы, сигнал ШИМ должен быть способен быстро управлять транзистором Q3. При необходимости можно использовать буферную схему (Рисунок 2). Управлять схемой можно с помощью одного КМОП логического элемента. Схема на Рисунке 1, вероятно, является самым простым высоковольтным драйвером, который можно спроектировать. Она служила в тысячах приводов трехфазных двигателей мощностью от 0.37 до 0.75 кВт.

Материалы по теме

  1. Datasheet Vishay BYV26C
  2. Datasheet Diotec 2N2907A
  3. Datasheet Vishay BYV28-50
  4. Datasheet Vishay IRFP450
  5. Datasheet Vishay UF5406

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Circuit makes simple high-voltage inverter

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

54 предложений от 25 поставщиков
Быстрый / ультрабыстрый диод, AEC-Q101, 600 В, 1 А, Одиночный, 2.5 В, 30 нс, 30 А
ЗУМ-СМД
Россия
BYV26C
2,01 ₽
BYV26C
EIC
2,07 ₽
TMElectronics
Россия
BYV26C-TAP
Vishay
от 19,00 ₽
ТаймЧипс
Россия
BYV26C.
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя