Головной офис
+7 (495) 97-000-99
info@platan.ru
Офис Электрозаводская
+7 (495) 744-70-70
platan@platan.ru
С-Петербургский офис
+7 (812) 232-88-36
baltika@platan.spb.ru
Интернет-магазин
+7 (495) 417-35-15
shop@platan.ru

Драйверы управления IGBT/MOSFET

31 августа 2015

Купить  

Сегодня оптроны распространены повсеместно. Эти электронные компоненты зарекомендовали себя как незаменимые элементы не только для гальванической развязки, но и для подавления помех, поступающих через паразитные контуры с замыканием на «землю».

Безопасная оптическая развязка с использованием оптопар используются в самых разнообразных схемах:

высокоскоростной цифровой передачи данных
аналогового измерения тока и напряжения
обратной связи и управления
управления инверторами (на IGBT или полевых транзисторах)
управления интеллектуальными модулями питания, рассчитанных на отдачу или потребление больших токов
мощных пороговых детекторов переменных и постоянных напряжений.

Если первой областью применения оптронов была аппаратура цифровой передачи данных (где они использовались для подавления синфазных помех и защиты от бросков напряжения), то сегодня широкое распространение получают оптроны в электронных приводах электродвигателей. Основное их предназначение – управлением затвором мощных IGBT транзисторов.
Компания Avago выпускает две линейки оптопар для управления затвором мощных IGBT и полевых транзисторов: это стандартные и интегрированные компоненты. Вторые
помимо функции опторазвязки имеют дополнительные схемы защиты, представляя, таким образом, готовое завершенное изолированное решение для управления затворами транзисторов. Применение таких оптопар не потребует дополнительных элементов обвязки.

Интегрированные драйверы имеют следующие встроенные блоки:

схема защиты от перенапряжений на затворе при переключениях из-за эффекта Миллера
схема блокировки при снижении напряжения питания
схема обнаружения падения напряжения насыщения
цепь обратной связи с открытым коллектором для индикации ошибки
цепь обратной связи для  сигнализации пониженного напряжения

Наим-е ACPL-331J
ACPL-330J
ACPL-339J HCPL-316J ACPL-332J
ACPL-333J
ACPL-336J ACPL-302J ACPL-337J
Выходной ток 1 А 1 А 2,5-3 А 4 А
Управление Прямое или через буферный каскад Буферный каскад Прямое или через буферный каскад
Защита от КЗ + + + + + + +
Полный размах напряжения - + - - + + +
Защелка Миллера + - - + + + +
Сообщение о низком напряжении - + - - + + +
DC-DC  контроллер - - - - - + -

К таким оптопарам предъявляются 3 основных требования: высокая скорость переключения, высокий пиковый ток и помехоустойчивость. Рассмотрим как они решаются на примере интегрированных оптопар Avago Technology.

Важнейшая задача оптопары управления затвором – поставлять минимальный ток затвора для переключения IGBT в низкоимпедансное состояние. Драйвер затвора с пиковым током 2.5 А может управлять IGBT транзистором с номиналом 1200 В/100 А.

Оптроны могут управлять затвором как напрямую, так и через буферный канал, т.е. через N-канальные и P-канальные полевые транзисторы, которые сами управляют затвором IGBT или MOSFET. Схемотехника буферного канала позволяет масштабировать мощность системы, заменять транзисторы и силовой ключ на компоненты повышенной мощности без замены схемы развязки и защиты. Таким образом оптопары с буферным каналом обеспечивают единое решение для развязки цифровой и силовой части в электроприводах разной мощности.

Обычно такой неинвертирующий токовый буфер, повышающий ток управления затвором, используется для очень мощных IGBT. Буферные транзисторы имеют больший максимально допустимый ток и коэффициент усиления по току.

Благодаря высокой скорости переключения напряжение затвора достигает плато Миллера. Поэтому многие оптопары Avago имеют от перенапряжений на затворе при переключениях из-за эффекта Миллера. Наличие такой функции позволяет не использовать в некоторых применениях отрицательное запирающее напряжение при выключении транзистора и упростить источник питания драйвера верхнего ключа, применив простую схему подкачки заряда из диода и конденсатора (бутстрепная схема).

В оптопарах Avago реализована защита от пониженного напряжения (UVLO). Для IGBT очень важно минимально допустимое напряжение затвора, т.к. снижение напряжения ниже определенного уровня приведет к переключению транзистора из рабочего состояния в режим линейной проводимости. Поэтому встроенная защитная функция UVLO в оптопарах Avago  выключает выход драйвера в случае понижения питающих напряжений ниже определенного уровня.

Уровень подавления синфазного сигнала оптопар Avago достигает 30-50 кВ/мкс.
Такая величина гарантирует высокую стойкость к наведенным переходным перенапряжениям. Оптопары способны эффективно передавать дифференциальный сигнал, блокируя влияние паразитных синфазных токов и напряжений смещения, возникающих при протекании петлевых заземляющих токов.

Защиту силового ключа от короткого замыкания (т.е. когда ток коллектора превышает номинальный ток в 5 раз) обеспечивает внешняя функция защиты DESAT - схема обнаружения падения напряжения насыщения. Выход драйвера выключается независимо от входного управляющего сигнала и активируется сигнал на выходе FAULT («Ошибка»). Для исключения ложного срабатывания предусмотрена программируемая задержка функции.

Таким образом, интегрированные оптопары Avago обеспечивают и защиту от помех (CMR), высокий ток для мощных IGBT транзисторов, защиту от паразитных эффектов, мягкое выключение силовых ключей и др.функции.

 

Поделиться

Дополнительная информация

Сайт производителя