Yarım köprü kontrol devresinde önyükleme kondansatörü

Entegre devreler - örneğin IR2153 veya IR2110 gibi yarım köprü sürücüleri, üst anahtar kontrol devresine bağımsız güç kaynağı için bootstrap (ayrılmış) kapasitörün genel devresine dahil edilmesini içerir.

Alt anahtar açık ve akım iletirken, önyükleme kondansatörü bu açık alt anahtar aracılığıyla negatif güç barasına bağlanır ve şu anda önyükleme diyotu aracılığıyla doğrudan sürücünün güç kaynağından şarj alabilir.

Alt anahtar kapandığında, önyükleme diyodu, kapasitör aynı anda negatif veri yolundan ayrıldığından ve şimdi üst yarım köprü anahtarının kapı kontrol devresi için hareketli bir güç kaynağı olarak işlev görebildiğinden, önyükleme kapasitörüne şarj sağlamayı durdurur.

Bu tür bir çözüm haklıdır, çünkü anahtar yönetimi için sıklıkla gerekli olan güç nispeten küçüktür ve tüketilen enerji, doğrudan güç ünitesinin çalışması sırasında sürücünün düşük voltajlı güç kaynağından periyodik olarak yenilenebilir. Çarpıcı bir örnek, hemen hemen her düşük güç çeviricisinin 12-220 çıkış düşük frekans aşamasıdır.

Bootstrap kapasitörünün kapasitesine gelince, ne çok büyük (alt anahtar açıkken zamanında tamamen şarj olabilmek için) olmalı hem de sadece devre elemanlarını önceden boşaltmak için çok küçük olmamalı, aynı zamanda sürekli olarak yeterli miktarda tutabilmelidir. fark edilir bir voltaj düşüşü olmadan şarj edin, böylece bu şarj üst anahtar kontrol döngüsü için fazlasıyla yeterlidir.

Bu nedenle, bir önyükleme kondansatörünün minimum kapasitansını hesaplarken, aşağıdaki önemli parametreler dikkate alınır: Qg anahtarının büyüklüğü, statik modda mikro devrenin çıkış aşamasının akım tüketimi ve önyükleme diyotu Vbd'deki voltaj düşüşü.

Mikro devrenin çıkış aşamasının akım tüketimi, Is = 1mA marjı ile alınabilir ve diyot üzerindeki voltaj düşüşü Vbd = 0.7V'ye eşit alınmalıdır. Kondansatör tipine gelince, minimum kaçak akıma sahip bir kapasitör olmalıdır, aksi takdirde kapasitörün kaçak akımının da dikkate alınması gerekir. Bir tantal kapasitör, bootstrap rolü için çok uygundur, çünkü bu tip kapasitörler diğer elektrolitik muadillerinden en küçük kaçak akıma sahiptir.

Hesaplama Örneği

IRF830 transistörlerine monte edilen ve 50 kHz frekansında çalışan yarım köprünün üst anahtar kontrol devresine güç vermek için bir önyükleme kondansatörü seçmemiz gerektiğini ve bu anahtarda kapı anahtarı şarjının (kontrol gerilimi, diyot üzerindeki voltaj düşüşünü dikkate alarak 11.3 V olacağını) varsayalım. 30 nC (tam geçit yükü Qg veri sayfası ile belirlenir).

Bootstrap kapasitöründeki voltaj dalgalanmasının dU = 10 mV'yi geçmemesine izin verin. Bu, yarım köprü operasyonunun bir döngüsünde önyükleme kapasitörü üzerindeki ana izin verilen voltaj varyasyonunun iki ana tüketici tarafından getirilmesi gerektiği anlamına gelir: mikro devrenin kendisi ve onun tarafından kontrol edilen alan direğinin kapısı. Daha sonra kapasitör diyot üzerinden şarj edilecektir.

Mikro devrenin geliştirme döngüsü 1/50000 saniye sürer, yani statik mod 1 mA'da tüketildiğinde, mikro devre tarafından harcanan yük eşit olacaktır.

Q mikro devreleri = 0.001 / 50000 = 20 nC.

Q geçidi = 30 nC.

Bu yükleri iade ederken, kapasitör üzerindeki voltaj 0.010 mV'den fazla değişmemelidir. Sonra:

SB * dU = Q mikro devre + Q geçidi.

Sıfırla = (Q devreleri + Q geçidi) / dU.

Örneğimiz için:

Cbt = 60 nl / 0.010V = 6000 nF = 6,0 uF.

10 mikrofarad 16 V, tantal kapasiteli bir kapasitör seçiyoruz. Bazı geliştiriciler, kapasitörün minimum kapasitansının kesinlikle 5-15 ile çarpılmasını önerir.Bootstrap diyotuna gelince, hızlı etkili olmalı ve yarım köprünün güç kısmının ters voltajı olan maksimum voltajına dayanmalıdır.

Comments

[#1 yuyuyu]

Transistörlerin iletkenlik tipini kontrol edin, aksi halde olmalıdır. jüri