Современные высоковольтные драйверы MOSFET и IGBT транзисторов. Андрей Никитин г. Минск. Мощные полевые MOSFET транзисторы и биполярные транзисторы с изолированным затвором IGBT транзисторы являются базовыми элементами современной силовой электроники и используются в качестве элементов коммутации больших токов и напряжений. Однако для согласования низковольтных логических управляющих сигналов с уровнями управления затвора MOSFET и IGBT транзисторов требуются промежуточные устройства согласования  высоковольтные драйверы в дальнейшем, для краткости, под высоковольтными драйверами будем понимать высоковольтные драйверы MOSFET и IGBT транзисторов. Упрощенные схемы управления MOSFET и IGBT транзисторами. В первом случае рис. Нагрузки, соответственно, включаются между истоком нижнего транзистора и шиной высоковольтного питания драйвер нижнего плеча, а также между стоком верхнего транзистора и землей драйвер верхнего плеча. Так называемые средние точки сток верхнего транзистора и исток нижнего транзистора не соединены между собой. Причем нагрузка может быть включена как на верхнее, так и на нижнее плечо, но подключена к средней точке аналогично полумостовой схеме т. В неполных мостовых схемах у нас есть 1 MOSFET верхнего уровня и 1 MOSFET нижнего уровня. В полных мостовых схемах мы имеем. Современные высоковольтные драйверы MOSFET и IGBTтранзисторов. Вот вроде бы все, в следующий раз накатаю про мостовые схемы для. Ну и кроме этого драйвер мосфета это хорошо, но иногда. Обычно при вклю чении MOSFET ток стока нарастает. Драйверы MOSFETIGBT фирмы Texas Instruments. IGBT. Строго говоря, в схеме 1а ничто не мешает соединить средние точки. Но в этом случае при определенной комбинации входных сигналов возможно одновременное открытие сразу двух транзисторов и, соответственно, протекание чрезмерно большого тока от высоковольтной шины на землю, что приведет к выходу из строя одного или сразу обоих транзисторов. TO16k.png' alt='Мостовой Драйвер Мосфетов' title='Мостовой Драйвер Мосфетов' />Драйверы MOSFET и IGBT компании International Rectifier. IX21844 Драйвер верхнего и драйвер нижнего плеча, включенный по схеме полумост HalfBridge Gate driver. Важным преимуществом. Исключение подобной ситуации в данной схеме является заботой разработчика. В полумостовых драйверах схема 1б подобная ситуация исключается на уровне внутренней логики управления микросхемы. Однако более ранние разработки содержат микросхемы драйверов, управляющих включением или выключением одиночного MOSFET или IGBT транзистора категория Single в терминах компании STMicroelectronics. При определенной схеме включения данные драйверы могут управлять нагрузкой как верхнего, так и нижнего плеча. Отметим также микросхему TD3. Такое решение будет эффективным при управлении трехфазной нагрузкой. Данную микросхему компания STMicroelectronics относит к драйверам категории Multiple. Микросхемы данного семейства включают в себя как независимые драйверы верхнего и нижнего плеча H L, так и драйверы полумостовой схемы HB. Параметры драйверов семейства L6. Наименование Voffcet, В Io, м. А Io, м. А Ton, нс Toff, нс Tdt, нс Тип Управление L6. E 6. 00 4. 00 6. 50 2. Prog. HB IN SD L6. E 6. 00 4. 00 6. 50 1. Данилевський Терапевтична Стоматологія Том 3 подробнее. H L HINLIN L6. E 6. H L HINLIN SD L6. E 6. 00 4. 00 6. 50 1. H L HINLIN L6. E 6. HB HINLIN. Поясним некоторые параметры. VOFFSET  максимально возможное напряжение между истоком верхнего транзистора и землей. IO IO   максимальный выходной ток при открытом верхнем нижнем транзисторе выходного каскада микросхемы. TON TOFF  задержка распространения сигнала от входов HIN и LIN до выходов HO и LO при включении выключении. TDT  время паузы  параметр, имеющий отношение к драйверам полумостовой схемы. При смене активных состояний логическая схема принудительно вводит паузы, позволяющие избегать включения верхнего и нижнего плеча одновременно. Например, если выключается нижнее плечо, то какое то время оба плеча выключены и только потом включается верхнее. И, наоборот, если выключается верхнее плечо, то какое то время оба плеча выключены и затем включается нижнее. Это время может быть либо фиксированным как в L6. E, либо задаваться путем выбора номинала соответствующего внешнего резистора как в L6. E. Микросхемы независимых драйверов верхнего и нижнего плеча управляются по входам HIN и LIN. Причем высокий уровень логического сигнала включает, соответственно, верхнее или нижнее плечо драйвера. В микросхеме L6. 38. E помимо этого используется дополнительный вход SD, отключающий оба плеча независимо от состояния на входах HIN и LIN. Сигнал SD отключает оба плеча независимо от состояния на входе IN. Сигнал IN 1 эквивалентен комбинации сигналов. Таким образом, одновременное включение транзисторов верхнего и нижнего плеча невозможно в принципе. Если сравнивать с микросхемами семейства IRS поколение G5 HVIC, то компания International Rectifier предлагает, главным образом, микросхемы с параметром 2. А. Однако в линейке International Rectifier есть также модели с параметрами 2. А IRS2. 11. 3 и несколько меньшим быстродействием или микросхемы с выходными токами до 4. А IRS2. 18. 6. Правда, в этом случае время переключения по сравнению с L6. E увеличивается до значения 1. Значения TON TOFF, равные 1. L6. 38. 5E, превышают аналогичные значения микросхем семейства IRS пусть и не очень значительно. Лучших показателей 6. International Rectifier добилась в модели IRS2. VOFFSET до 2. 00 В. Компания International Rectifier, помимо микросхем с аналогичной архитектурой, предлагает драйверы с раздельными общими шинами для входного и выходного каскадов. Если критичной является входная логика IN SD, то драйвер L6. E превосходит по своим параметрам изделия International Rectifier. Структура и схема включения L6. E. Микросхема содержит два независимых драйвера верхнего выход HVG и нижнего плеча выход LVG. Реализация драйвера нижнего плеча достаточно тривиальна, поскольку потенциал на выводе GND постоянен и, следовательно, задача состоит в преобразовании входного низковольтного логического сигнала LIN до уровня напряжения на выходе LVG, необходимого для открытия транзистора нижнего плеча. В верхнем плече потенциал на выводе OUT изменяется в зависимости от состояния нижнего транзистора. Существуют различные схемотехнические решения, применяемые для построения каскада верхнего плеча. В данном случае применяется относительно простая и недорогая бутстрепная схема управления схема с плавающим источником питания. В такой схеме длительность управляющего импульса ограничена величиной бутстрепной емкости. Кроме того, необходимо обеспечить условия для ее постоянного заряда с помощью высоковольтного быстродействующего каскада сдвига уровня. Этот каскад обеспечивает преобразование логических сигналов до уровней, необходимых для устойчивой работы схемы управления транзистора верхнего плеча. Для предотвращения этого должны использоваться схемы контроля напряжения UVLO  Under Voltage Lock. Out и для верхнего контроль потенциала VBOOT, и для нижнего контроль VCC плеча. Благодаря этому отпадает необходимость в применении внешнего диода, который является достаточно громоздким по сравнению с самой микросхемой драйвера. Встроенный бутстрепный диод точнее, бутстрепная схема применен не только в драйвере L6. E, но и во всех остальных микросхемах этого семейства. Ее структура и схема включения приведены на рис. Структура и схема включения L6. EОсновные отличия L6. E от L6. 38. 5E. Во первых, добавлен дополнительный вход SD, низкий уровень сигнала на котором выключает оба транзистора независимо от состояния входов HIN и LIN. Часто используется как сигнал аварийного отключения, не связанный со схемой формирования входных управляющих сигналов. Во вторых, добавлен каскад контроля тока, протекающего через транзистор нижнего каскада. Сравнивая с предыдущей схемой, видим, что сток транзистора нижнего плеча подключен к земле не непосредственно, а через токовый резистор токовый датчик. Если падение напряжения на нем превышает пороговое значение VREF, то на выходе DIAG формируется низкий уровень. Отметим, что данное состояние не влияет на работу схемы, а является только индикатором. Ограниченный объем статьи не позволяет рассмотреть примеры применения, однако в документе L6. E Application Guide компании STMicroelectronics. Также приведены схемы демонстрационных плат для всех микросхем данного семейства в том числе и топология печатных плат. Однако анализируя функциональные возможности драйверов семейства L6. L6. 38. 4E в качестве прототипа весьма сложно разве что за отсутствием других драйверов полумоста в линейке STMicroelectronics.