6. Усилитель мощности.

Сопряжение цепей управления ключами силового инвертора основного канала с низковольтным логическим выходом схемы управления требует обеспечения гальванической развязки и согласования управляющих сигналов по мощности. Гальваническая развязка может быть обеспечена как оптоэлектронными приборами, так и использованием трансформаторов. Одно из достоинств оптоэлектронной ОЭ развязки – технологичность, но при этом имеется ряд недостатков: низкий к.п.д. передачи сигнала и необходимость в дополнительных, гальванически развязанных источниках питания. Проще эта задача решается при использовании трансформаторов. Основным недостатком этого решения является наличие моточных изделий.

Для управления ключом, драйвер можно выполнить на дискретных элементах, или использовать современные электронные компоненты, которые имеют высокую степень интеграции, надежность, технологичность.

Так как согласно ТЗ необходимо обеспечить защиту нагрузки от КЗ выбираем одноканальный драйвер с ограничением тока, фирмы International Rectifier типа IR21271,имеющий следующие параметры:

максимальное напряжение – 600 В,
напряжение управления в пределах от 9 до 20 В;
максимальный выходной ток – 420 мА;
напряжение срабатывания защиты – 1,8 В;
выходной сигнал в фазе с входным;
выходной сигнал токовой защиты лог. "0";
время включения выключения 200 и 150 нс соответственно;
напряжение управления – 10÷20 В,
корпус DIP8.

Зададим ток через VD6 равный 1 мА и рассчитаем необходимое ограничивающее сопротивление R14. При открывании ключа напряжение питания драйвера прикладывается к цепи R14-VD6-VT.

Ом.

Выбираем резисторы R13, R14 типа МЛТ-0,125-10 кОм.

К диоду VD6 предъявляются требования: максимальное напряжение – 96 В, и заданный нами ток – 1 мА. Диод выбираем типа КД221Б с параметрами: обратное максимальное напряжение – 200 В, прямой ток 0,6 А, прямое падение напряжения – 1,4 В, частота преобразования – 50 кГц.

Диод VD4 выбираем такого же типа КД221Б.

Резистор R16 ограничивает зарядный ток затвора. Ограничим зарядный ток на уровне 300 мА. Тогда резистор R16 равен:

Ом.

7. Защита по току.

Принцип токовой драйверной защиты основывается на сравнении напряжения (при подаче открывающего импульса) с опорным напряжением, сформированным простым делителем напряжения. Согласно описанию на драйвер, как только при импульсе управления напряжение на выводе 6 превысит уровень 1.8 В ключ запирается. Открывается драйвер при условии, что был снят импульс управления на входе драйвера. Рассчитаем напряжение резистивного делителя.

В.