что такое бутстрепный конденсатор

Бутстрепный методе управления силовыми ключами

Атеперь мы поговорим о бутстрепном методе управления силовыми ключами, реализованном в большинстведрайверных микросхем фирмы «International Rectifier». Поможет нам в этом рис. 2.3.10. Итак, заряд, накапливаемый в бутстрепном конденсаторе Сь, имитирует «плавающий» источник питания, который обеспечивает энергией ту половинудрайвеpa, которая относится к «верхнему» плечу силового транзистора. Посколькудрайвер построен на полевых элементах, суммарная мощность, расходуемая на управление, незначительна и может быть быстро пополнена из источника питания. В динамическом режиме работы «плавающий» источник заменяется конденсатором соответствующей емкости, подзаряжающимся от источника питания драйвера.

Когдатранзистор «нижнего» плеча проводитток, истоктранзистора «верхнего» плеча оказывается замкнутым на «общий» провод, и бутстрепный диод VDb, открываясь, заряжает конденсатор Сь (рис. 2.3.11, а).

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 2.3.11. Пояснение работы бутстрепного каскада

Далее, когда транзистор «нижнего» плеча закрывается и начинает открываться транзистор «верхнего» плеча, диод VDb оказывается подпертым потенциалом питания силовой схемы, и схема управления «верхним» плечом питается исключительно разрядным током конденсатора Сь (рис. 2.3.11 б). Таким образом, бутстрепный конденсатор постоянно «гуляет» между «общим» схемы и проводником силового питания Um.

Величина бутстрепной емкости должна быть выбрана расчетным путем. Слишком маленькая емкость может разрядиться раньше времени и закрыть транзистор «верхнего» плеча. Слишком большая емкость может не успевать заряжаться. Основные факторы, влияющие на разряд бутстрепной емкости: величина заряда затвора силового транзистора Qg, ток потребления выходного каскададрайвера в статическом режиме Iqbs, циклическое изменение заряда драйвера QIS (составляет 5 нКл для 600-вольтовыхдрайверов и 20 нКл для 1200-вольтовых), ток утечки затвора Igss, ток утечки Icbs бутстрепного конденсатора Сь. Минимальный заряд бутстрепного конденсатора определяется из выражения:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Разработчики рекомендуют применять в бутстрепных схемах конденсаторы с возможно малым током утечки (идеальный вариант — танталовые конденсаторы). Кроме того, величина тока утечки затвора мала, поэтому перечисленные факторы учитывать нет смысла — их вклад минимален. С учетом выражения (2.3.1) мы можем записать расчетную формулу для определения емкости бутстрепного конденсатора:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

где U^ — напряжение питания схемы управления;

Uf — падение напряжения на бутстрепном диоде (типовое значение — 0,8…1,0 В);

Полученное значение бутстрепной емкости является минимальным. Чтобы минимизировать риск от ненадежной работы схемы, разработчики рекомендуют умножить полученный результат на коэффициент 10…15.

Бутстрепный диод должен выдерживать обратное напряжение не менее, чем (i7in+ £^сс). Кроме того, он должен иметь возможно меньший обратный ток и хорошие характеристики обратного восстановления. Рекомендуемое время обратного восстановления бутстрепного диода не должно превышать 100 нс.

Источник: Семенов Б. Ю. Силовая электроника: профессиональные решения. — М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2011. — 416 c.: ил.

Источник

Выбор бустрепных компонентов для управляющих ИС

1. Работа бустрепного контура

Напряжение VBS (разность напряжений на выводах Vb и Vs управляющих ИС) обеспечивает питание контура драйвера верхнего уровня управляющих ИС.

Некоторые из управляющих ИС International Rectifier включают схемы детектирования пониженного напряжения VBS для гарантирования того, что ИС не запустит МОП ПТ, если напряжение VBS упадет ниже определенного уровня ( значение VBSUV в справочных листах). Это предотвратит работу МОП ПТ в режиме рассеяния большой мощности.

Это напряжение питания VBS является плавающим напряжением, привязанным к верхнему уровню напряжения VS (которое в большинстве случаев имеет форму высокочастотных прямоугольных импульсов).

Бустрепный источник питания формируется комбинацией диода и конденсатора ( как показано на рис.1).

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 1. Бустрепный контур диод/конденсатор для управляющих ИС фирмы IR

Схема работает следующим образом. Когда VS понижается до потенциала земли (из-за МОП ПТ нижнего уровня или вследствие нагрузки, в зависимости от конфигурации схемы) бустрепный конденсатор (Cbs) заряжается через бустрепный диод (DBS) от источника питания 15 В (VCC). Таким образом обеспечивается требуемая величина VBS.

2. Факторы влияющие на бустрепный источник питания

Существует пять влияющих факторов определяющих требования по питанию от СBS конденсатора.

Фактор 5 относится только к случаю, когда конденсатор является электролитическим и может быть проигнорирован при использовании других типов конденсаторов. Поэтому всегда лучше по возможности использовать не электролитический конденсатор.

3.Расчет номинала бустрепного конденсатора

Следующее уравнение опеределяет минимальный заряд, необходимый для питания бустрепного конденсатора:

QbS = 2Qg +I qbs (max)+ Qls +I Cbs (ут.)( 1 )
———————-———————-
ff

Бустрепный конденсатор должен быть в состоянии обеспечить этот заряд и сохранить свое полное напряжение, иначе будут наблюдаться значительные пульсации напряжения Vbs, которое может упасть ниже порога срабатывания Vbsuv, что приведет к прекращению управления через выход НО.

Поэтому, заряд конденсатора должен Cbs должен минимум вдвое превышать значение, полученное из уравнения (1). Минимальное значение емкости конденсатора может быть рассчитано из уравнения (2):

Поэтому, для того, чтобы свести к минимуму риск перезаряда, а также уменьшить пульсации напряжения Vbs, значение Cbs, полученное из уравнения (2), следует умножить на 15 (чисто практический метод).

4. Выбор бустрепного диода

Характеристики диода:

VRRM = напряжению шины источника питания
max trr = 100 нс
IF = Qbs f

5. Советы по топологии контура

Бустрепный конденсатор должен быть всегда размещен как можно ближе к выводам ИС (как показано на рисунке 2):

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис.2. Рекомендуемая схема расположения бустрепных компонентов

Наконец для обеспечения хорошей локальной развязки должен быть использован по меньшей мере один конденсатор ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) с низкими значениями емкости и других параметров, например, если в качестве бустрепного конденсатора используется алюминиевый электролитический конденсатор, то вблизи выводов ИС должен находиться отдельный керамический конденсатор.

Если же в качестве бустрепного конденсатора используется керамический или танталовый конденсатор, то этого уже само по себе достаточно для локальной развязки.

Источник

Бутстрепный конденсатор в схеме управления полумостом

Пока нижний ключ открыт и проводит ток, бутстрепный конденсатор оказывается подключен через этот открытый нижний ключ к минусовой шине питания, и в это время он может получать заряд через бутстрепный диод прямо от источника питания драйвера.

Когда нижний ключ закрывается, бутстрепный диод перестает подавать заряд в бутстрепный конденсатор, так как конденсатор в тот же момент оказывается отключен от минусовой шины, и теперь может функционировать как плавающий источник питания для схемы управления затвором верхнего ключа полумоста.

Такое решение вполне оправдано, ведь зачастую требуемая для управления ключом мощность относительно невелика, и расходуемая энергия может просто периодически пополняться от низковольтного источника питания драйвера прямо в процессе работы силового блока. Ярким примером может служить выходной НЧ каскад практически любого маломощного инвертора 12-220.

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Что касается емкости бутстрепного конденсатора, то она должна быть ни слишком большой (чтобы успеть целиком перезарядиться за время, пока нижний ключ открыт) и ни слишком малой, чтобы не только не разрядиться об элементы схемы раньше времени, но и иметь возможность постоянно удерживать достаточное количество заряда без заметной просадки напряжения, чтобы этого заряда с лихвой хватило на цикл управления верхним ключом.

Поэтому при расчете минимальной емкости бутстрепного конденсатора во внимание принимают следующие значимые параметры: величину заряда затвора верхнего ключа Qg, ток потребления выходного каскада микросхемы в статическом режиме Is, падение напряжения на бутстрепном диоде Vbd.

Ток потребления выходного каскада микросхемы можно принять с запасом — Is = 1мА, а падение напряжения на диоде принять равным Vbd = 0,7В. Что касается типа конденсатора, то это должен быть конденсатор с минимальным током утечки, иначе ток утечки конденсатора придется тоже брать в расчет. На роль бутстрепного хорошо подойдет танталовый конденсатор, поскольку конденсаторы данного типа имеют наименьший ток утечки из прочих электролитических собратьев.

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Пример расчета

Допустим, нам необходимо подобрать бутстрепный конденсатор для питания цепи управления верхним ключом полумоста, собранного на транзисторах IRF830, и работающего на частоте 50 кГц, причем заряд затвора верхнего ключа (напряжение управления с учетом падения напряжения на диоде составит 11,3В) при данном напряжении составит 30 нКл (полный заряд затвора Qg определяем по datasheet).

Пусть пульсация напряжения на бутстрепном конденсаторе не превысит dU=10 мВ. Значит к максимально допустимому изменению напряжения на бутстрепном конденсаторе за один цикл работы полумоста должны привести два основных потребителя: непосредственно микросхема и затвор управляемого ею полевика. После чего конденсатор будет перезаряжен через диод.

Цикл отработки микросхемы длится 1/50000 секунд, значит при потреблении в статическом режиме 1 мА рассеянный микросхемой заряд будет равен

Qмикросхемы=0,001/50000 = 20 нКл.

При отдаче этих зарядов, напряжение на конденсаторе не должно измениться более чем на 0,010 мВ. Тогда:

Для нашего примера:

Cбут=60нкл/0,010В = 6000 нф = 6,0 мкф.

Выберем конденсатор емкостью 10 мкф 16 В, танталовый. Некоторые разработчики рекомендуют умножать минимальную емкость конденсатора на 5-15, чтобы наверняка хватило. Что касается бутстрепного диода, то он должен быть быстродействующим и выдержать максимальное напряжение силовой части полумоста в качестве обратного.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Источник

Управляющая Интегрированная Силовая Система (CIPOS™). Функции защиты

Защита от снижения напряжения

Питание схемы контроля и управления затвором CIPOS ™ Mini обычно обеспечивается одним 15 В источником, который соединен с выводами VDD и VSS модуля. Для правильной работы это напряжение должно быть стабилизировано, т. е. 15 В ±10%. Таблица 10 описывает поведение CIPOS ™ Mini при различных напряжениях этого источника. В источнике должен быть хорошо фильтрующий с низким импедансом электролитический конденсатор и высокочастотный развязывающий конденсатор, подключенный к выводам CIPOS™ Mini.

Высокочастотный шум источника может привести к неисправности внутренней схемы управления и генерации ошибочного сигнала аварии. Чтобы избежать этих проблем, максимальный уровень пульсаций источника должен быть менее ±1 В/мкс.

Потенциал на выводе VSS модуля отличается от потенциала на выводе питания N на величину падения напряжения на сенсорном резисторе. Очень важно, чтобы все схемы управления и источники питания были отнесены к этой точке, а не к выводу N. Если цепи подключены неправильно, дополнительный ток, протекающий через сенсорный резистор, может привести к неправильной работе функции защиты от короткого замыкания. В целом, наилучшей практикой является общая референсная VSS, полученная путем заливки земли (ground plane) в процессе разводки платы.

Основной источник питания схемы управления также подключен к бутстрепным цепям для образования плавающих источников питания драйверов затворов верхних плечей.

Когда напряжение питания управления (VDD и VBS) падает ниже уровня UVLO (Under Voltage Lock Out), IGBT будет выключен, игнорируя входной сигнал.

Таблица 10. Функции CIPOS ™ Mini и напряжение источника питания управления

Диапазон управляющего напряжения, В

Функциональные операции CIPOS ™ Mini

Микросхема управления не работает. Блокировка от снижения напряжения и выход аварии не работают.

Когда активирована функция блокировки от снижения напряжения, управляющие входные сигналы заблокированы и генерируется сигнал аварии VFO.

IGBT будут работать в соответствии с входным сигналом управления. Так как напряжение управления ниже рекомендованного диапазона, напряжение насыщения Vce (sat) и потери при переключении будут больше, чем в нормальном состоянии. IGBT верхних плечей не могут работать после инициализации заряда VBS, потому что VBS не может достичь VBSUV +.

Нормальная работа. Это рекомендованное рабочее состояние. Напряжение VDD 16 В рекомендовано, когда используется только интегрированная бутстрепная цепь. (Напряжение VDD = 14.5 … 18.5 В рекомендовано для IKCMxxy60zu).

IGBT по-прежнему работают. Поскольку напряжение управления выше рекомендованного диапазона, переключение транзисторов IGBT происходит быстрее. Это вызывает увеличение шума системы. Пиковый ток короткого замыкания может быть слишком большим для правильной работы защиты от короткого замыкания.

Управляющая схема в CIPOS ™ Mini может быть повреждена.

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 15. Временная диаграмма работы функции защиты от падения напряжения для нижнего плеча

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 16. Временная диаграмма работы функции защиты от падения напряжения для верхнего плеча

Защита от перегрузки по току

Временная диаграмма защиты от перегрузки по току (OC)

CIPOS ™ Mini имеет функцию выключения при перегрузке по току. Внутренняя микросхема модуля мониторит напряжение на выводе ITRIP и, если это напряжение превышает напряжение VIT,TH+, которое специфицировано в даташитах на модули, активируется сигнал аварии, и все IGBT выключаются. Обычно максимальное значение тока короткого замыкания зависит от напряжения затвора. Большее напряжение затвора приводит к большему току короткого замыкания. Чтобы избежать этой потенциальной проблемы, максимальный уровень превышения тока обычно устанавливается ниже 2-кратного номинального тока коллектора. Временная диаграмма защиты от перегрузки по току представлена на Рис. 17.

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 17. Временная диаграмма работы функции защиты от перегрузки по току

Выбор токочувствительного шунтового резистора

Величина токочувствительного резистора рассчитывается с помощью следующего выражения:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор,

где VIT,TH+ – это ITRIP пороговое напряжение положительного перехода CIPOS ™ Mini. Типичное значение 0.47 В. Ioc – это уровень обнаружения перегрузки по току (OC).

Максимальная величина уровня защиты от перегрузки по току должна быть установлена ниже, чем повторяющийся пиковый ток коллектора с учетом допуска шунтирующего резистора (см. даташит).

Например, максимальный пиковый ток коллектора IGCM10F60z 20Apeak, и, таким образом, рекомендуемая величина шунтового резистора рассчитывается как:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(1)

Для расчета номинальной мощности шунтирующего резистора следует учитывать приведенные ниже параметры:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(2)

Таким образом, правильная номинальная мощность шунтового резистора должна быть более 1.4 Вт, т. е. 2 Вт.

Основанные на предыдущих уравнениях, состояниях и методе вычисления, минимальное сопротивление шунта и мощность шунтового резистора, соответствующие продуктам CIPOS ™ Mini приводятся в Таблице 11.

Учитывая уровень защиты от перегрузки по току, требуемые для приложения, заметим, что сопротивление и номинальную мощность нужно выбирать выше минимального уровня.

Таблица 11. Минимальные значения сопротивления RSH и мощности PSH шунтового резистора для CIPOS ™ Mini

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Время задержки

В цепи измерения перегрузки по току необходим RC фильтр, чтобы предотвратить отказ функции защиты, вызванный шумом. Постоянная времени RC фильтра определяется с учетом продолжительности шума и времени противостояния короткому замыканию транзистора IGBT.

Когда напряжение на шунтовом резисторе превышает ITRIP порог положительного перехода (VIT, TH +), это напряжение прикладывается к выводу ITRIP CIPOS™ Mini через RC фильтр.

В Таблице 12 приведена спецификация референсного уровня защиты от перегрузки по току. Напряжение VIT, TH + и время задержки фильтра рассчитываются по формулам (3) и (4)

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(3),

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(4),

Таблица 12. Спецификация референсного уровня защиты от перегрузки по току

Порог VIT, TH + положительного перехода ITRIP

Таблица 13. Время внутренней задержки цепи защиты от перегрузки по току

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Поэтому общее время выключения IGBT от положительного перехода порога напряжения (VIT,TH+) сигналом на входе контакта ITRIP составит:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(3)

Задержка выключения обратно пропорциональна диапазону тока, поэтому время tITRIP сокращается тем больше, чем больше ток отличается от 0. Общее время задержки должно быть менее 5 мкс – времени короткого замыкания tsc, которое выдерживает устройство в соответствии с документацией. Таким образом, постоянная времени RC должна быть установлена в пределах 1–2 мкс. Рекомендуемые величины для компонентов фильтра R=1.8 кОм, C= 1нФ.

Схема выхода сигнала аварии

Таблица 14. Максимальные значения на выходе сигнала аварии

Источник питания выхода аварии

Приложен между VFO и VSS

Ток на выходе сигнала аварии

Ток через вывод VFO

Таблица 15. Электрические характеристики

Ток на выходе сигнала аварии

Напряжение на выходе сигнала аварии

IFO = 10mA, VITRIP=1V

Так как VFO является выводом с открытым стоком, то он должен быть подтянут к высокому уровню с помощью резистора. Резистор должен быть рассчитан в соответствии со спецификацией выше.

Защита от перегрева

CIPOS™ Mini с опциональной функцией измерения температуры имеет единый выход аварии и температурного зондирования. На Рис. 18 показана зависимость внутреннего сопротивления термистора от его температуры. В этом разделе приведена схема защиты от перегрева. Как показано на Рис. 19, вывод VFO подключен непосредственно к АЦП и к выводам микроконтроллера, отвечающим за обнаружение неисправности. Это очень простая схема, которая позволяет микроконтроллеру выключить IGBT. Например, когда R1=3.6 кОм, тогда на выходе VFO при температуре термистора 100°C типичное напряжение составляет 2.95 В при Vctr=5 В и 1.95 В при Vctr=3.3 В как показано на Рис. 20. Заметим, что напряжение VFO для защиты от перегрева должно быть не меньше порога реакции порта микроконтроллера на сигнал аварии (micro controller fault trip level).

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 18. Внутреннее сопротивление термистора как функция его температуры

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 19. Схема защиты от перегрева

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 20. Напряжение на выходе VFO в соответствии с температурой термистора

Бутстрепная цепь

Работа бутстрепной схемы

Напряжение VBS, которое представляет собой разность напряжений между VB (U, V, W) и VS (U, V, W), обеспечивает питание микросхемы (IC) внутри CIPOS ™ Mini. Чтобы быть уверенным, что микросхема может полностью управлять верхним плечом IGBT, напряжение этого источника питания должно находиться в пределах 13 В…18.5 В. CIPOS™ Mini имеет функцию обнаружения снижения напряжения для VBS. Это гарантирует, что микросхема не будет управлять верхним плечом IGBT, если падение напряжения на VBS ниже заданного в спецификации (см. документацию). Эта функция предотвращает работу IGBT в режиме высокой рассеиваемой мощности. Функция блокировки любой секции верхнего плеча при снижении напряжения действует только на активированный канал без какой-либо обратной связи с уровнем управления.

Существует несколько способов создания плавающего источника VBS. Один из них, описанный здесь – это бутстрепный метод. Преимущество этого метода в простоте и дешевизне. Однако для этого метода рабочий цикл и время работы ограничены требованием перезаряда бутстрепного конденсатора. Бутстрепный источник сформирован комбинацией диода, резистора и конденсатора, как показано на Рис. 21. Путь, который проходит ток бутстрепного конденсатора, показан также на Рис. 21. Когда VS подтянут к земле (через нижнее плечо или нагрузку) бутстрепный конденсатор (CBS) заряжается через бутстрепный диод (DBS) и резистор (RBS) от источника VDD.

Характеристики внутренней бутстрепной цепи

CIPOS™ Mini включает три бутстрепные цепи во внутренней микросхеме драйвера, каждая из которых содержит диод и резистор, как показано на Рис. 3. Типичная величина бутстрепного резистора 40 Ом при комнатной температуре. Дополнительная информация приведена в таблице 16. RBS2 и RBS3 имеют одинаковые с RBS1 номиналы.

Напряжение VDD= 16 В рекомендовано только в случае, когда используется интегрированная бутстрепная цепь.

Таблица 16. Некоторые параметры внутренней бутстрепной цепи

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Высоковольтное питание для драйвера затвора между VSx и VSS ограничено работой схемы в динамике.

Если необходимо уменьшить бутстрепное сопротивление, рекомендуется использовать внешнюю бутстрепную цепь. Например, когда к CIPOS ™ Mini подключен внешний бутстрепный резистор 39 Ом и бутстрепный диод 1N4937, бутстрепное сопротивление становится равным около 25 Ом, как показано в Таблице 17.

Таблица 17. Бутстрепное сопротивление с внешней бутстрепной цепью (39 Ом и 1N4937)

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Инициализация заряда бутстрепного конденсатора

Для инициализации процесса полного заряда бутстрепного конденсаторе требуется адекватная длительность включенного состояния нижнего плеча IGBT. Время заряда (tcharge, initial charging time) можно рассчитать по следующей формуле:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(4)

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 21. Работа бутстрепной цепи и и заряд бутстрепного конденсатора

Выбор бутстрепного конденсатора

Бутстрепный конденсатор можно рассчитать по формуле:

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор(5),

На практике в качестве базисной величины тока утечки рекомендуется использовать значение 1 мА. Принимая во внимание разброс параметров и надежность, рекомендуется выбирать емкость в 2-3 раза выше, чем расчетная величина. Конденсатор CBS заряжается только тогда, когда IGBT верхнего плеча выключен, а напряжение VS подтянуто к земле. Поэтому время, в течение которого IGBT нижнего плеча открыт (включен), должно быть достаточным, чтобы заряд конденсатора CBS мог быть полностью пополнен. Следовательно, по сути, существует минимальное время включения IGBT нижнего плеча (или время, в течение которого IGBT верхнего плеча закрыт).

Бутстрепный конденсатор всегда должен располагаться как можно ближе к выводам модуля CIPOS™ Mini. По меньшей мере один конденсатор с низким ESR должен быть использован для обеспечения хорошей локальной развязки. Отдельный, близко расположенный к модулю, керамический конденсатор имеет важное значение, если в качестве бутстрепного использован электролитический конденсатор. Если в качестве бутстрепного использован керамический или танталовый конденсатор, он должен отвечать требованиям локальной развязки.

Заряд и разряд бутстрепного конденсатора во время работы

Бутстрепный конденсатор CBS заряжается через бутстрепный диод DBS) и резистор (RBS) от источника VDD в соответствии с Рис. 21, когда IGBT верхнего плеча выключен и напряжение VS подтянуто к земле. Он разряжается, когда открыт IGBT верхнего плеча или диод.

Пример 1: Выбор исходного времени заряда (initial charging time)

Пример расчета минимальной величины времени заряда приведен в уравнении (4).

Для обеспечения безопасности рекомендуется, чтобы время заряда было как минимум в три раза дольше, чем расчетное значение.

Пример 2: Минимальная величина емкости бутстрепного конденсатора

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

Рис. 22. Бутстрепный конденсатор как функция частоты переключения

На Рис. 22 показана кривая, соответствующая уравнению (5) для непрерывной синусоидальной модуляции, если напряжение пульсаций ΔVBS = 0.1 В. Рекомендуемая бутстрепная емкость для метода непрерывной синусоидальной модуляции находится в диапазоне до 4.7 мкФ для большинства частот переключения. В случае другого ШИМ метода подобного прерывистой синусоидальной модуляции tcharge должно быть установлено как самый длинный период выключенного состояния IGBT нижнего плеча.

Заметим, что этот результат является только примером. Рекомендуется, чтобы в дизайне системы учитывались и другие факторы, например, время жизни компонентов.

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор554,00 ₽ от 2 шт. 543,00 ₽ от 8 шт. 502,00 ₽ от 14 шт. 485,00 ₽ от 28 шт. 462,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор594,00 ₽ от 2 шт. 582,00 ₽ от 7 шт. 538,00 ₽ от 14 шт. 520,00 ₽ от 28 шт. 495,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор391,00 ₽ от 2 шт. 391,00 ₽ от 7 шт. 391,00 ₽ от 14 шт. 391,00 ₽ от 28 шт. 391,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор842,00 ₽ от 5 шт. 779,00 ₽ от 10 шт. 753,00 ₽ от 21 шт. 717,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор770,00 ₽ от 4 шт. 770,00 ₽ от 8 шт. 770,00 ₽ от 14 шт. 770,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор1340,00 ₽ от 3 шт. 1240,00 ₽ от 6 шт. 1200,00 ₽ от 14 шт. 1140,00 ₽

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор

что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть фото что такое бутстрепный конденсатор. Смотреть картинку что такое бутстрепный конденсатор. Картинка про что такое бутстрепный конденсатор. Фото что такое бутстрепный конденсатор
Связаться с нами:

Москва, Новохохловская ул. д. 23, стр. 1, БП Ринг Парк
Телефоны: +7 (495) 221-78-04

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *