יישום במעגל כונן DC ללא מברשת
שבב IR2110 של IR הוא מודול משולב מונוליטי משולב עבור התקני כוח דו-ערוציים, בעלי שער, מתח גבוה ומהיר. בשל גודלו הקטן, עלות נמוכה, אינטגרציה גבוהה, תגובה מהירה, מתח הטיה גבוהה ויכולת נהיגה חזקה, מעגל משולב זה bootstrap עבור כוח MOSFET ו IGBT הכונן כבר מותאם מאז המבוא. בשימוש נרחב בשדות כונן כוח כגון מהירות המרה כוח. ה- IR2110 משתמש במעגל מתקדם של מעגלי נעילה וברמה משתנה, כדי לפשט במידה ניכרת את דרישות הבקרה של התקני לוגיקה עבור התקני הספק, ומאפשר לכל זוג של MOSFETs (עליון ותחתון) לחלוק IR2110 יחיד, וכל ה- IR2110 יכול לשתף אספקת חשמל עצמאית. עבור מהפך תלת-פאזי תלת-פאזי אופייני לשלושה, ניתן להשתמש ב- 3 IR2110s כדי להניע שלוש זרועות גשר, המחייבות אספקת חשמל אחת בלבד של 10V ל -20 וולט. בדרך זו, נפח מעגל הכונן ומספר מקורות הכוח מופחתים במידה ניכרת בהנדסה, מבנה המערכת מופשט, ואמינות המערכת משופרת.
1. מבנה פנימי ומאפיינים פונקציונליים של IR2110
כאשר אות הכניסה לוגיקה HIN / LIN = 1, אות היציאה HO / LO = 1, MOSFET הבקרה מופעל; כאשר HIN / LIN = 0, HO / LO = 0, MOSFET הבקרה כבוי, ואת קלט SD שלה ניתן להשתמש כדי לחסום את הכונן דו כיוונית. אם שני מתחי הנהיגה נמוכים מ - 8.3 וולט, אות הפלט ייחסם על שבב עקב undervoltage. מתח יציאת שער היציאה הוא בין 10V ל -20 וולט, וזמן ההמרה הטיפוסי שלו הוא: Ton = 120ns, Toff = 94ns. הזמן הטיפוסי הוא 10ns. המעגל המוכלל של הלהקה המתה מונע את הזרוע הישרה הנגרמת על-ידי העיכוב התורני של התקן ה- MOS ומשפר את האמינות של המערכת.
2, מעגל מנוע DC מנוע ללא מברשת
מנוע מגנט קבוע מברשת DC הוא סוג חדש של מנוע שפותחה עם פיתוח של ביצועים גבוהים מגנט קבוע חומרים, טכנולוגיית בקרת המנוע וטכנולוגיה אלקטרוניקה כוח. יש לו את היתרונות של מבנה פשוט, פעולה אמינה, תחזוקה נוחה חיים ארוכים. יתר על כן, יש לה יתרונות רבים כגון יעילות תפעולית גבוהה, ללא איבוד עירור וביצועי ויסות מהירות טובים של מנוע DC, וכן יש את המאפיינים של צפיפות הספק גבוהה, מהירות נמוכה ומומנט גדול. היישום שלה גדל במהירות מן התעשייה הצבאית הראשונית תעופה וחלל, רפואי, מידע, מכשירי חשמל ביתיים ואוטומציה תעשייתית.
3, הבחירה של התקן bootstrap
במעגל כוח מנוע DC ללא מברשות, צינור הכוח של שלושה של הזרוע התחתונה נשלטת על ידי צינור MOS הפנימי של שבב IR2110 על ידי VCC (+ 15V), ואת הכוח כונן הכוח של צינור כוח תלת כיוונית של את הזרוע העליונה הוא טעון ומאוחסן על ידי קבל אתחול. הבין. כפי שמוצג באיור 3, C1 ו- D1 הם קבלים Bootdrap ודיודות, בהתאמה, C2 הוא קבלים מסנן של VCC. ההנחה היא כי C1 הוא טעון על מתח מספיק (Vc1Vcc) במהלך התור של Q1. כאשר סיכה 10 (HIN) גבוהה, Vc1 מוחל בין השער למקור של Q1, C1 הוא משוחרר באמצעות Rg1 ו Q1 מקור מקור בקבלים Cge1, ו Cge1 מחויב. בשלב זה, Vc1 יכול להיות שווה לאחת. מקור כוח. כאשר סיכה 10 (HIN) נמוכה, טעינת שער Q1 משוחררת במהירות על ידי Rg1, Dg1, Rx1 וכו ', ו- Q1 כבוי. לאחר זמן קצר (td), עוד IR2110 שולט Q2 כדי להפעיל, VCC חיובי C1 דרך D1 ו - Q2, במהירות מחדש את האנרגיה עבור C1, כך הלולאה שוב ושוב מיישמת נהיגה אתחול.
אם C1 נטען באיטיות על ידי העומס, כאשר המתח של הקבל C1 עדיין נמוך מ - 8.3 וולט כאשר מתח המגן הוא מעל HIN = 1, אות כונן הפלט ייחסם על ידי ההיגיון שבבסיס עקב undervoltage, ו Q1 לא יעבוד. הבחירה של קבלים הרמה הוא מאוד חשוב. אם תבחר שלא כהלכה, הדבר יגרום נזק לשבב או שלא יפעל כהלכה. הקיבולת של קבלים אתחול תלוי תדר מתג MOSFET כוח המניע, את התור ואת מחזורי חובה- off, ואת זרם המטען השער. מאז מעגל המנוע מנוע DC ללא מברשת יש צינור MOSFET כוח מופעלת בכל רגע של המבצע, ואת המערכת מאמצת את מצב אפנון PWM הזרוע העליונה, את הקבל bootst לטעון זמן יחס במעגל הנהיגה מסופק. אספקת החשמל נהיגה לוקח זמן רב, וקבל bootstrap קל לחייב, ולכן ניתן לבחור ערך קיבול גדול יותר. מעגל נהיגה זה בוחר 1uF קבלים אלקטרוליטיים.
הפונקציה של דיודה D1 במעגל היא למנוע את הפיכת מתח יתר לתוך מסוף VCC כאשר Q1 מופעלת על מנת לגרום נזק לשבב. דיודה D1 מחובר לאספקת החשמל IR2110 חייב להיות מתח לעמוד בפני מתח גבוה יותר מתח שיא האוטובוס של MOSFET כוח מונע. כדי למנוע פריקה בשני קצות הקבל של המגף, הדיודה צריכה להשתמש בדיודת התאוששות מהירה בתדר גבוה. FR107, הזמן המרבי שלה התאוששות הפוכה הוא 500ns, את ההספק המרבי לעמוד בפני מתח של 1000V.
זמן ההשהיה וההשהיה של השהיית השידור של IR2110 מתואמים ביסודו, וזמן ההשהיה של זמן ההשהיה ארוך יותר מאשר זמן ההשהיה של השהיית השידור ב -25 ns, דבר המבטיח כי צינור הכוח של אותו גשר הזרוע אינה מופעלת בעת ובעונה אחת במהלך הניתוח, ובכך למנוע את כישלון דרך. מתרחש. על מנת לשפר עוד יותר את הבטיחות, צינור כוח \ איטי על ו מהר off \, את הנגד RG ואת דיודה Dg מחוברים בהתאמה בסדרה בשער של צינור כוח. הקצה המתעצם של הדופק של IR2110 תלוי ב- Rg. ערך Rg לא צריך להיות גדול מדי כדי למנוע את הקצה המתעצם של הדופק הכונן להיות תלול, אבל זה לא צריך להיות קטן מדי כדי לגרום הנוכחי הכונן להיות גדול מדי כדי לפגוע IR2110.
4. מסקנה
במאמר זה, מעגל כוח מנוע DC ללא מברשת מבוסס על שבב הנהג IR2110 מתוכנן, ואת המכשירים הקשורים נבחרו ועוצבו. המעגל יש את המאפיינים של מבנה פשוט, יציבות ואמינות. אימות על אב טיפוס הבדיקה מראה כי יישום מעגל זה הוא יעיל וראוי.
