Підсилювачі керуючих сигналів

Для роботи силового транзистора в ключовому режимі необхідно забезпечити максимально швидкий заряд ємності його затвора до напруги відкривання, при якій робоча точка транзистора переходить на так зване плато Міллера, і швидкий розряд цієї ємності для закривання транзистора.

Цифрова система керування з тактовою частотою, що в багато разів перевищує частоту імпульсів ШІМ, має достатню крутизну фронтів вихідних імпульсів, тому їх необхідно лише підсилити. Для цього зручно використовувати комплементарну пару польових транзисторів з близькими параметрами в одному корпусі.

Схема підсилювача керуючих сигналів для силових транзисторів VT2 I VT4 зображена на рис. 3.4. Струм заряду і розряду затвора силового транзистора комутується комплементарною парою VT1. Транзистор VT2 і резистор R2 інвертують керуючий сигнал і узгоджують рівень напруги системи керування з напругою живлення затворів. Конденсатор С1 запобігає поширенню імпульсних завад по дроту живлення і повинен бути розміщений якнайближче до підсилювача.

Рис. 3.4 Підсилювач керуючих сигналів

При високому рівні керуючого сигналу транзистор VT2 відкритий і з’єднує затвори VT1 з землею, тому p-канальний транзистор відкривається, а n-канальний закривається, керуюча напруга на виході стає рівною напрузі живлення затворів і ємність затвора силового транзистора заряджається, що призводить до його відкривання. При низькому рівні вхідного сигналу транзистор VT2 закритий і на затворах VT1 позитивна напруга, тому p-канальний транзистор закривається, а n-канальний відкривається, з’єднуючи затвор силового транзистора з землею. Ємність затвора розряджається і транзистор закривається.

Керування силовими транзисторами VT1 i VT3, як уже зазначалося, потребує складнішої схеми через необхідність розв’язки кола керування і силового кола. Для цього можна використати розділюючий трансформатор ТV1 (рис. 3.5) з двома зустрічно включеними первинними обмотками w1 i w2, які почергово підключаються до позитивного входу живлення або до нуля. При позитивній напрузі на обмотці w1 з’являється позитивна керуюча напруга 1, що відкриває транзистор VT1, і негативна керуюча напруга 2, і закриває VT3. Зворотній процес відбувається при підключенні позитивної напруги до обмотки w2.

Рис. 3.5 Підсилювач керуючих сигналів з гальванічною розв’язкою

При нульовій напрузі на w1 i w2 на вторинних обмотках w3 i w4 також нульова напруга, ємності затворів обох силових транзисторів розряджаються і вони закриваються.

У двотактних схемах зазвичай відсутня проблема підмагнічування трансформатора і його переходу в насичення, однак в разі отримання квазісинусоїдальної напруги методом однополярної ШІМ використовуються серії імпульсів однакової полярності, що змінюється на пртилежну у наступній серії, тому для уникнення переходу в насичення габаритна потужність трансформатора має бути більшою, ніж при звичайній вихідній напрузі у формі меандра. Використання двополярної ШІМ не вирішує проблему, а лише знижує швидкість переходу в насичення, при цьому збільшуючи середній струм через силові транзистори при тій самій потужності навантаження.

Слід зазначити, що розділюючий трансформатор створює обмеження максимальної тривалості і мінімальної частоти керуючих імпульсів.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.