Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

Драйвер нижнего плеча с улучшенной защитой от коротких замыканий

Простейший ключ

В дальнейшем полевым транзистором мы будет называть конкретно MOSFET,
то есть полевые транзисторы с изолированным
затвором
(они же МОП, они же МДП). Они удобны тем, что управляются
исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше
порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через
транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное
преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё
время, пока открыт транзистор.

Также в дальнейшем мы будем использовать только n-канальные MOSFET
(даже для двухтактных схем). Это связано с тем, что n-канальные
транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики.

Простейшая схема ключа на MOSFET приведена ниже.

Опять же, нагрузка подключена «сверху», к стоку. Если подключить её
«снизу», то схема не будет работать. Дело в том, что транзистор
открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает
пороговое. При подключении «снизу» нагрузка будет давать
дополнительное падение напряжения, и транзистор может не открыться или
открыться не полностью.

Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через
затвор не идёт, затвор образует с подложкой паразитный
конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот
конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы. И
если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё
потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя.

При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует,
фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен

где — напряжение, которым управляется транзистор.

Таким образом, достаточно будет поставить резистор на 100 Ом, чтобы
ограничить ток заряда — разряда до 10 мА. Но чем больше сопротивление
резистора, тем медленнее он будет открываться и закрываться, так как
постоянная времени увеличится

Это важно, если транзистор
часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе

Основные параметры, на которые следует обращать внимание — это
пороговое напряжение , максимальный ток через сток и
сопротивление сток — исток у открытого транзистора. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов

Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов.

Модель
2N70003 В200 мА5 Ом
IRFZ44N4 В35 А0,0175 Ом
IRF6304 В9 А0,4 Ом
IRL25052 В74 А0,008 Ом

Для приведены максимальные значения. Дело в том, что у разных
транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно
отличаться. Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот
транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с
напряжением питания 3,3 В или 5 В.

Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов
достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях
управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной
мощности в виде тепла.

Analog Devices LTC7001

Analog Devices, недавно завершившая сделку по приобретению компании Linear Technology, анонсировала выпуск микросхемы высокоскоростного драйвера N-канального MOSFET верхнего плеча, работающего при напряжении питания до 150 В. Внутренний зарядовый насос микросхемы LTC7001 полностью обогащает канал внешнего N-канального MOSFET, позволяя ему оставаться во включенном состоянии неограниченное время. Мощный драйвер затвора LTC7001 с выходным сопротивлением 1 Ом легко управляет большой емкостью затвора MOSFET, обеспечивая очень короткие времена задержек распространения с типовыми значениями 35 нс. Микросхема хорошо подходит как для высокочастотных, так и для статических коммутационных приложений.

Устройство предназначено для приема привязанных к «земле» низковольтных цифровых входных сигналов и быстрого управления мощным N-канальным MOSFET верхнего плеча, сток которого может быть к подключен к источнику напряжения от 0 В до 135 В (максимально допустимое значение 150 В). Для питания LTC7001 необходимо напряжение от 3.5 В до 15 В. Драйвер имеет регулируемый порог блокировки при пониженном входном напряжении. Время нарастания и спада, при работе на нагрузку 1000 пФ равное лишь 13 нс, минимизирует потери переключения. Время нарастания при включении выходного каскада и порог блокировки при чрезмерном входном напряжении могут регулироваться пользователем.

Высоковольтный ключ верхнего плеча с коэффициентом
заполнения до 100%.

LTC7001 выпускается в корпусе MSOP-10 с конфигурацией выводов, оптимизированной для использования при высоком напряжении питания. Предлагаются три версии драйверов: рассчитанная на расширенную и промышленную рабочую температуру перехода от –40 °C до 125 °C, высокотемпературная автомобильная для диапазона от –40 °C до 150 °C и военная версия, предназначенная для использования в диапазоне от –55 °C до 150 °C. В партиях из 1000 микросхем цена одного прибора начинается от $2.40.

Поведение LTC7001 в схеме управления емкостной
нагрузкой 1 нФ.

Сводка основных характеристик LTC7001

  • Широкий диапазон рабочих напряжений: 0 В … 135 В (абсолютное предельное значение 150 В);
  • Внутренний зарядовый насос для поддержки режима работы с коэффициентом заполнения ШИМ, равным 100%;
  • Сопротивление 1 Ом открытого канала транзистора нижнего плеча и 2.2 Ом транзистора верхнего плеча обеспечивают быстрое включение и выключение;
  • Малая задержка распространения сигнала: 35 нс;
  • Регулируемая скорость нарастания при включении;
  • Напряжение питания драйвера затвора от 3.5 В до 15 В;
  • Регулируемый порог блокировки при повышенном напряжении питания;
  • Регулируемый порог блокировки при пониженном входном напряжении;
  • Совместимость входов с КМОП логикой.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Fast 150V High Side N-Channel MOSFET Driver Provides 100% Duty Cycle Capability

IC GATE DRVR N-CH MOSFET 10MSOP

ЭлитанРоссияLTC7001EMSEAnalog Devices268 ₽Купить
ДКО ЭлектронщикРоссияLTC7001MPMSE#PBFLinear Technologyпо запросуКупить
ЗенерРоссия и страны ТСLTC7001EMSE#PBFпо запросуКупить
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Публикации по теме

  • Новости Analog Devices анонсирует 60-вольтовый драйвер N-канального MOSFET верхнего плеча, способный работать при коэффициенте заполнения 100%
  • Новости Защищенный 150-вольтовый драйвер N-канального MOSFET верхнего плеча обеспечивает стопроцентный коэффициент заполнения импульсов ШИМ
  • Новости Texas Instruments представила первый в отрасли 100-вольтовый драйвер МОП транзистора верхнего плеча
  • Новости Infineon разработала быстродействующий ключ верхнего плеча для управления двигателем
  • Схемы Драйвер верхнего плеча с защитой от перегрузки — LP2951

Драйвер полевого транзистора

Если всё же требуется подключать нагрузку к n-канальному транзистору
между стоком и землёй, то решение есть. Можно использовать готовую
микросхему — драйвер верхнего плеча. Верхнего — потому что транзистор
сверху.

Выпускаются и драйверы сразу верхнего и нижнего плеч (например,
IR2151) для построения двухтактной схемы, но для простого включения
нагрузки это не требуется. Это нужно, если нагрузку нельзя оставлять
«висеть в воздухе», а требуется обязательно подтягивать к земле.

Рассмотрим схему драйвера верхнего плеча на примере IR2117.

Схема не сильно сложная, а использование драйвера позволяет наиболее
эффективно использовать транзистор.

Электродвигатели, работающие на постоянном токе

Эти механизмы обладают довольно широким спектром использования:

  • вентиляторы компьютерных устройств;
  • стартеры транспортных средств;
  • мощные дизельные станции;
  • зерноуборочные комбайны и т. п.

Магнитное поле статора данных механизмов создается двумя электромагнитами, которые собраны на специальных сердечниках (магнитопроводах). Вокруг них располагаются катушки с обмотками.

Магнитное поле подвижного элемента формируется током, который проходит через щетки коллекторного узла вдоль обмотки, уложенной в пазах якоря. Тему неисправности ротора электродвигателя мы обязательно затронем, но немного позднее.

История

МОП — транзистор был изобретен Mohamed Atalla и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году был прорыв в области силовой электроники . Поколения полевых МОП-транзисторов позволили разработчикам питания достичь уровней производительности и плотности, недоступных для биполярных транзисторов.

В 1969 году Hitachi представила первую вертикальную мощность MOSFET, который позже будет известен как VMOS (V-образный паз МОП — транзистор). В том же году о (полевой МОП-транзистор с двойным рассеиванием) с самовыравнивающимся затвором впервые сообщили Ю. Таруи, Ю. Хаяси и Тосихиро Секигава из Электротехнической лаборатории (ETL). В 1974 году Дзюн-ичи Нисидзава из Университета Тохоку изобрел силовой полевой МОП-транзистор для аудио, который вскоре был изготовлен корпорацией Yamaha Corporation для своих высококачественных аудиоусилителей . JVC , Pioneer Corporation , Sony и Toshiba также начали производство усилителей с силовыми полевыми МОП-транзисторами в 1974 году. Siliconix коммерчески представила VMOS в 1975 году.

VMOS и DMOS превратились в то, что стало известно как VDMOS (вертикальный DMOS). Исследовательская группа Джона Молла из HP Labs изготовила прототипы DMOS в 1977 году и продемонстрировала преимущества перед VMOS, включая более низкое сопротивление в открытом состоянии и более высокое напряжение пробоя. В том же году Hitachi представила LDMOS (боковой DMOS), планарный тип DMOS. Hitachi был единственным производителем LDMOS в период с 1977 по 1983 год, когда LDMOS использовался в усилителях мощности звука от таких производителей, как HH Electronics (серия V) и Ashly Audio , а также для музыки и систем громкой связи . С появлением в 1995 году цифровой мобильной сети 2G LDMOS стал наиболее широко используемым усилителем мощности RF в мобильных сетях, таких как 2G, 3G и 4G .

Алекс Лидоу вместе с Томом Херманом в Стэнфордском университете в 1977 году изобрел HexFET, гексагональный тип силового MOSFET . HexFET был коммерциализирован компанией International Rectifier в 1978 году. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT), который сочетает в себе элементы силового MOSFET и биполярного переходного транзистора (BJT), был разработан Джаянтом Балигой в General Electric в период с 1977 по 1979 год.

MOSFET с суперпереходом — это тип силового MOSFET, в котором используются столбцы P +, пронизывающие N- эпитаксиальный слой. Идея наложения слоев P и N была впервые предложена Сёдзо Широта и Шигео Канеда в Университете Осаки в 1978 году. Дэвид Дж. Коу из Philips изобрел полевой МОП-транзистор с чередованием слоев p-типа и n-типа, подав патент в США в 1984 году. который был награжден в 1988 году.

Возможно, вам также будет интересно

В статье описан опыт применения драйверов управления IGBT в силовой преобразовательной технике, разработанных на основе дискретных элементов. Приведены результаты замены данных драйверов на интегральные модули производства ЗАО «Электрум-АВ». Надежная работа электронной техники в значительной степени определяется составом элементной базы, использованной при ее разработке, а также физическим исполнением этой элементной базы. Иными словами, чем меньше номенклатура

Не будем говорить о важности энергетических проблем как таковых. Эти вопросы широко и постоянно освещаются с высоких трибун и в СМИ со всех точек зрения: политических, экономических, военных, технических. Но это касается лишь так называемой большой энергетики. И лишь изредка можно услышать, а еще реже увидеть в каких/либо основополагающих документах, определяющих стратегию развития энергетики и

В статье приводится анализ состояния разработки и производства ограничителей напряжения — эффективных элементов защиты по напряжению радиоэлектронного оборудования от воздействия электрических импульсов различной природы: грозовых, коммутационных, электростатического разряда, а также инициированных электромагнитным полем атомного взрыва. Представлены некоторые физические аспекты работы и сформулированы основные принципы конструирования и технологии изготовления кремниевых ограничителей напряжения.

Каналы p- и n-типа

Простой ключ верхнего плеча можно сделать на p-канальных MOSFET. Использование отрицательного напряжения для открывания p -канального MOSFET меняет схему управления. А именно, чтобы дать транзистору «проводить ток», надо опустить управляющее напряжение ниже порога, а чтобы его выключить, надо подать на затвор напряжение шины питания.

Но p-канальные транзисторы сложны в изготовлении, и, соответственно, дороже обычных n-канальных приборов, а для их открывания может потребоваться отрицательное напряжение на затворе (или, по крайней мере, подключение затвора к земле). Это подходит для батарейного питания переносной аппаратуры, но неудобно для импульсных источников питания.

Одним из решений из решений может быть объединение n- и p-канального транзисторов в двухтактной конфигурации, где они проводят ток поочередно. Здесь стоки p-канального MOSFET верхнего плеча и n-канального MOSFET нижнего плеча соединены вместе, а их затворы управляются синхронно, в результате чего получается один сильноточный ключ. Разработчик должен контролировать процесс переключения, не допуская сквозных токов, которые могут возникать, если оба MOSFET включаются одновременно.

В качестве альтернативы не полностью согласованным p- и n-канальным MOSFET можно использовать микросхему драйвера затворов, которая управляет MOSFET верхнего и нижнего плеча в двухтактной схеме. (Оба устройства n-канальные). Оба транзистора могут включаться и выключаться одной микросхемой (Рисунок 2).

Рисунок 2.Разработчики могут выбрать микросхему драйвера затворов,
управляющую MOSFET верхнего и нижнего плеча в двухтактной
схеме. (Оба устройства n-канальные).

И последнее замечание. Низкое сопротивление сток-исток открытого транзистора (RDS(on)) под нагрузкой не говорит о хороших переключательных характеристиках MOSFET, хотя обычно производители на первом месте указывают в спецификации именно низкое значение RDS(on). От величины сопротивления RDS(on) зависит эффективность полевого транзистора – чем оно меньше, тем меньше выделяется тепла. Однако при снижении сопротивления транзистора падает скорость его переключения. Это связано с тем, что для снижения RDS(on) приходится увеличивать размеры затвора, что увеличивает его емкость и затрудняет управление транзистором.

Режимы короткого замыкания

Основной вспомогательной функцией драйверов является защита от перегрузки по току. Для лучшего понимания работы схемы защиты необходимо проанализировать поведение силовых транзисторов в режиме короткого замыкания (или КЗ — привычная для разработчиков аббревиатура).

Причины возникновения токовых перегрузок разнообразны. Чаще всего это аварийные случаи, такие как пробой на корпус или замыкание нагрузки.

Перегрузка может быть вызвана и особенностями схемы, например переходным процессом или током обратного восстановления диода оппозитного плеча. Такие перегрузки должны быть устранены схемотехническими методами: применением цепей формирования траектории (снабберов), выбором резистора затвора, изоляцией цепей управления от силовых шин и др.

Включение транзистора при коротком замыкании в цепи нагрузки

Принципиальная схема и эпюры напряжения, соответствующие этому режиму, приведены на рис. 1 а и 2. Все графики получены при анализе схем с помощью программы PSpice. Для анализа были использованы усовершенствованные модели транзисторов MOSFET фирмы International Rectifier и макромодели IGBT и драйверов, разработанные автором статьи.

Рис. 1. Режимы короткого замыкания

Максимальный ток в цепи коллектора транзистора ограничен напряжением на затворе и крутизной транзистора. Из-за наличия емкости в цепи питания внутреннее сопротивление источника питания не влияет на ток КЗ. В момент включения ток в транзисторе нарастает плавно из-за паразитной индуктивности LS в цепи коллектора (средний график на рис. 2). По этой же причине напряжение имеет провал (нижний график). После окончания переходного процесса к транзистору приложено полное напряжение питания, что приводит к рассеянию огромной мощности в кристалле. Режим КЗ необходимо прервать через некоторое время, необходимое для исключения ложного срабатывания. Это время обычно составляет 1–10 мкс. Естественно, что транзистор должен выдерживать перегрузку в течение этого времени.


Рис. 2

Короткое замыкание нагрузки у включенного транзистора

Принципиальная схема и эпюры напряжения, соответствующие этому режиму, приведены на рис. 1 б и 3. Как видно из графиков, процессы в этом случае происходят несколько иначе. Ток, как и в предыдущем случае, ограниченный параметрами транзистора, нарастает со скоростью, определяемой паразитной индуктивностью Ls (средний график на рис. 3). Прежде чем ток достигнет установившегося значения, начинается рост напряжения Vce (нижний график). Напряжение на затворе возрастает за счет эффекта Миллера (верхний график). Соответственно возрастает и ток коллектора, который может превысить установившееся значение. В этом режиме кроме отключения транзистора необходимо предусмотреть и ограничение напряжения на затворе.


Рис. 3

Как было отмечено, установившееся значение тока КЗ определяется напряжением на затворе. Однако уменьшение этого напряжения приводит к повышению напряжения насыщения и, следовательно, к увеличению потерь проводимости. Устойчивость к КЗ тесно связана и с крутизной транзистора. Транзисторы IGBT с высоким коэффициентом усиления по току имеют низкое напряжение насыщения, но небольшое допустимое время перегрузки. Как правило, транзисторы, наиболее устойчивые к КЗ, имеют высокое напряжение насыщения и, следовательно, высокие потери.

Допустимый ток КЗ у IGBT гораздо выше, чем у биполярного транзистора. Обычно он равен 10-кратному номинальному току при допустимых напряжениях на затворе. Ведущие фирмы, такие как International Rectifier, Siemens, Fuji, выпускают транзисторы, выдерживающие без повреждения подобные перегрузки. Этот параметр оговаривается в справочных данных на транзисторы и называется Short Circuit Ration, а допустимое время перегрузки — tsc —Short Circuit Withstand Time.

Быстрая реакция схемы защиты вообще полезна для большинства применений. Использование таких схем в сочетании с высокоэкономичными IGBT повышают эффективность работы схемы без снижения надежности.

Тиристоры и симисторы

Тиристор
— это полупроводниковый прибор, который может находится в двух
состояниях:

  • открытом — пропускает ток, но только в одном направлении,
  • закрытом — не пропускает ток.

Так как тиристор пропускает ток только в одном направлении, для
включения и выключения нагрузки он подходит не очень хорошо. Половину
времени на каждый период переменного тока прибор простаивает. Тем не
менее, тиристор можно использовать в диммере. Там он может применяться
для управления мощностью, отсекая от волны питания кусочек требуемой
мощности.

Симистор — это, фактически двунаправленный тиристор. А значит он
позволяет пропускать не полуволны, а полную волну напряжения питания
нагрузки.

Открыть симистор (или тиристор) можно двумя способами:

  • подать (хотя бы кратковременно) отпирающий ток на управляющий электрод;
  • подать достаточно высокое напряжение на его «рабочие» электроды.

Второй способ нам не подходит, так как напряжение питания у нас будет
постоянной амплитуды.

После того, как симистор открылся, его можно закрыть поменяв
полярность или снизив ток через него то величины, меньшей чем так
называемый ток удержания. Но так как питание организовано переменным
током, это автоматически произойдёт по окончании полупериода.

При выборе симистора важно учесть величину тока удержания
(). Если взять мощный симистор с большим током удержания, ток
через нагрузку может оказаться слишком маленьким, и симистор просто не
откроется

Симисторные оптопары | Техника и Программы

Одна из областей применения оптронов — бесконтактное управление высоковольтными цепями, работающими на переменном или пульсирующем токе. Для этих целей изготавливаются приборы на основе фототиристора (симистор — два фототиристора в одном корпусе). Его структура и работа в схемах аналогична обычным тиристорам (может находиться в одном из двух устойчивых состояний). Кроме непосредственного управления маломощной нагрузкой, такие элементы могут использоваться для запуска (включения) более мощных тиристоров и симисторов.

Основные параметры самых распространенных оптопар этого класса приведены в табл. 8. Некоторые из них имеют встроенную схему управления для обнаружения нуля — ZCC (Zero Crossing Control), которая обеспечивает включение симистора только при переходе фазы питающего напряжения через «ноль». Это подразумевает, что включение коммутатора происходит при напряжении около 5…20 В (в силу физических принципов работы при нуле включить такие элементы невозможно, в отличие от транзисторов).

Таблица 8. Основные параметры симисторных оптопар

Примечание к таблице

UpK — максимально допустимое пиковое напряжение между входом и выходом; URMS — максимальнодопусгимое напряжение изоляции (действующее значение).

Окончаниетабл. 8

Информация по взаимозаменяемости одноканальных сими- сторных оптронов от разных фирм-производителей приведена в табл. 9.

Таблица 9. Варианты замены симисторных оптронов

Основной тип

Полные зарубежные аналоги (отечественный вариант аналога)

Корпус

Особенности выхода

МОС8Ю

TLP532, TCDT1110, CNY17F-2, PC714V

DIP-6

MOC811

TLP632, IL2B

DIP-6

MOC3020

TLP3021, K3020P, BRT12H, OPI3020, MCP3020, GE3020

DIP-6

MOC3021

TLP3021, GE3021, ECG3048, OPI3Q21, MCP3021, GE302t

DIP-6

MOC3022

TLP3022, OPI3022, MCP3022, GE3022, (АОУ163А)________

DIP-6

MOC3023

TLP3023, OPI3023, MCP3023, GE3023_

DIP-6

МОСЗОЗО

TLP3041, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

МОСЗОЭ1

TLP3041, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

МОСЗОЭ2

TLP3042, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

MOC3040

TLP3041, TLP3042, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

MOC3041

TLP3042, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

MOC3042

TLP3042, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

MOC3043

TLP3043, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

МОСЗОбО

TLP3061, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

M0c3061

TLP3061, (АОУ179А), ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

MOC3062

TLP3062, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

МОСЗОбЗ

TLP3063, ОРТОбЗО

DIP-6

Есть схема ZCC

Примечание к таблице

Следует учитывать, что возможны замены аналогичных по структуре оптопар, на лучшие по параметрам, например с более высоким рабочим напряжением: МОСЗОбЗ на MOC3083 и т. п.

Когда выходной симистор оптопары находится в открытом состоянии, то максимальное напряжение, которое остается на его выводах, может быть от 1,8 до 3 В (зависит от тока в цепи). При

Рис. 5. Расположение выводов и внутренняя структура симисторных оптопар

этом кратковременный импульсный ток через нагрузку не должен превышать 1 А. Чтобы не повредить входной светодиод, постоянный ток через него не должен превышать 60 мА (падение напряжения на светодиоде не превышает 1,6 В, что справедливо для всех маломощных оптосимисторов).

Сводка основных характеристик LTC7001

  • Широкий диапазон рабочих напряжений: 0 В … 135 В (абсолютное предельное значение 150 В);
  • Внутренний зарядовый насос для поддержки режима работы с коэффициентом заполнения ШИМ, равным 100%;
  • Сопротивление 1 Ом открытого канала транзистора нижнего плеча и 2.2 Ом транзистора верхнего плеча обеспечивают быстрое включение и выключение;
  • Малая задержка распространения сигнала: 35 нс;
  • Регулируемая скорость нарастания при включении;
  • Напряжение питания драйвера затвора от 3.5 В до 15 В;
  • Регулируемый порог блокировки при повышенном напряжении питания;
  • Регулируемый порог блокировки при пониженном входном напряжении;
  • Совместимость входов с КМОП логикой.

3-хфазные драйверы с инверсией

Схема подключения 3-хфазного
драйвера с инверсией

Наименование

Рабочее напряжение, В

Макс. выходной ток, мА

Макс. втекающий ток, мА

Напряжение питания, В

Мин. выходное напряжение, В

Макс. выходное напряжение, В

Тип корпуса


купить —
жми ниже на ссылку

600

120

250

12-25

12

20

SOIC-28

1200

200

420

10-20

10

20

SOIC-28

600

120

250

12-20

10

20

SOIC-28

600

120

250

12-20

10

20

SOIC-28

1200

200

420

10-20

10

20

SOIC-28

600

200

420

12-25

10

20

SOIC-28

600

200

420

10-25

10

20

SOIC-28

600

200

420

10-25

10

20

DIP-28

1200

200

420

10-20

10

20

DIP-28

600

120

250

12-25

12

20

DIP-28

600

200

420

10-25

10

20

DIP-28

600

120

250

12-20

10

20

DIP-28

600

120

250

12-20

10

20

DIP-28

600

120

250

12-25

10

20

DIP-28

600

200

420

10-25

10

20

DIP-28

600

200

420

12-25

10

20

DIP-28

1200

200

420

10-20

10

20

DIP-28

600

120

250

12-25

12

20

PLCC-44

600

200

420

10-25

10

20

PLCC-44

1200

200

420

10-20

10

20

PLCC-44

600

120

250

12-20

10

20

PLCC-44

1200

200

420

10-20

10

20

PLCC-44

Транзистор Дарлингтона

Если нагрузка очень мощная, то ток через неё может достигать
нескольких ампер. Для мощных транзисторов коэффициент может
быть недостаточным. (Тем более, как видно из таблицы, для мощных
транзисторов он и так невелик.)

В этом случае можно применять каскад из двух транзисторов. Первый
транзистор управляет током, который открывает второй транзистор. Такая
схема включения называется схемой Дарлингтона.

В этой схеме коэффициенты двух транзисторов умножаются, что
позволяет получить очень большой коэффициент передачи тока.

Для повышения скорости выключения транзисторов можно у каждого соединить
эмиттер и базу резистором.

Сопротивления должны быть достаточно большими, чтобы не влиять на ток
база — эмиттер. Типичные значения — 5…10 кОм для напряжений 5…12 В.

Выпускаются транзисторы Дарлингтона в виде отдельного прибора. Примеры
таких транзисторов приведены в таблице.

Модель
КТ829В7508 А60 В
BDX54C7508 А100 В

В остальном работа ключа остаётся такой же.

Симисторный ключ

Для гальванической развязки цепей управления и питания лучше
использовать оптопару или специальный симисторный драйвер. Например,
MOC3023M или MOC3052.

Эти оптопары состоят из инфракрасного светодиода и фотосимистора. Этот
фотосимистор можно использовать для управления мощным симисторным
ключом.

В MOC3052 падение напряжения на светодиоде равно 3 В, а ток — 60 мА,
поэтому при подключении к микроконтроллеру, возможно, придётся
использовать дополнительный транзисторный ключ.

Встроенный симистор же рассчитан на напряжение до 600 В и ток до
1 А. Этого достаточно для управления мощными бытовыми приборами через
второй силовой симистор.

Рассмотрим схему управления резистивной нагрузкой (например, лампой
накаливания).

Таким образом, эта оптопара выступает в роли драйвера
симистора.

Существуют и драйверы с детектором нуля — например, MOC3061. Они
переключаются только в начале периода, что снижает помехи в
электросети.

Резисторы R1 и R2 рассчитываются как обычно. Сопротивление же
резистора R3 определяется исходя из пикового напряжения в сети питания
и отпирающего тока силового симистора. Если взять слишком большое —
симистор не откроется, слишком маленькое — ток будет течь
напрасно. Резистор может потребоваться мощный.

Нелишним будет напомнить, что 230 В в электросети (текущий стандарт для
России, Украины и многих других стран) — это значение
действующего напряжения. Пиковое напряжение равно .

Драйверы верхнего и нижнего ключа

Схема подключения драйвера
верхнего и нижнего ключа

Наименование

Рабочее напряжение, В

Макс. выходной ток, мА

Макс. втекающий ток, мА

Напряжение питания, В

Мин. выходное напряжение, В

Макс. выходное напряжение, В

Задержка выходного сигнала, нс

Тип корпуса


купить —
жми ниже на ссылку

600

120

250

10-25

10

20

50

SOIC-8

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-8

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-8

600

120

250

10-25

0.6

1.4

60

SOIC-8

600

120

250

10-25

10

20

50

SOIC-8

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-8

600

100

210

10-25

10

20

50

SOIC-8

600

120

250

10-25

10

20

60

SOIC-8

600

100

210

10-25

10

20

50

SOIC-8

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-14

600

120

250

10-25

10

20

50

SOIC-14

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-14

600

1700

1700

10-25

10

20

SOIC-14

600

120

250

10-25

10

20

60

SOIC-14

500

2000

2000

10-25

10

20

10

SOIC-16

600

2000

2000

10-25

10

20

10

SOIC-16

1200

1700

2000

10-25

10

20

30

SOIC-16

600

200

420

10-25

10

20

30

SOIC-16

200

3000

3000

10-25

10

20

SOIC-16

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-8

600

100

210

10-25

10

20

50

DIP-8

600

120

250

10-25

10

20

50

DIP-8

600

120

250

10-25

10

20

50

DIP-8

600

100

210

10-25

10

20

50

DIP-8

600

120

250

10-25

0.6

1.4

60

DIP-8

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-8

600

120

250

10-25

10

20

60

DIP-8

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-8

600

2000

2000

10-25

10

20

10

DIP-14

600

200

420

10-25

10

20

30

DIP-14

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-14

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-14

500

2000

2000

10-25

10

20

10

DIP-14

200

3000

3000

10-25

10

20

DIP-14

600

1700

1700

10-25

10

20

DIP-14

600

120

250

10-25

10

20

50

DIP-14

600

120

250

10-25

10

20

60

DIP-14

1200

1700

2000

10-20

10

20

30

DIP-14

600

200

420

10-25

10

20

30

DIP-14

600

200

420

10-25

10

20

30

DIP-16

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации