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 9до20 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 200и150 нссоответственно;
напряжение управления – 10÷20 В,
корпус DIP8.
Зададим ток через VD6 равный1 мАи рассчитаем необходимое ограничивающее сопротивлениеR14. При открывании ключа напряжение питания драйвера прикладывается к цепиR14-VD6-VT.
Ом.
Выбираем резисторы R13,R14 типаМЛТ-0,125-10 кОм.
К диоду VD6 предъявляются требования: максимальное напряжение –96 В, и заданный нами ток –1 мА. Диод выбираем типаКД221Бс параметрами: обратное максимальное напряжение –200 В, прямой ток0,6 А, прямое падение напряжения –1,4 В, частота преобразования –50 кГц.
Диод VD4 выбираем такого же типаКД221Б.
Резистор R16 ограничивает зарядный ток затвора. Ограничим зарядный ток на уровне300 мА. Тогда резисторR16 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 6превысит уровень1.8 Включ запирается. Открывается драйвер при условии, что был снят импульс управления на входе драйвера. Рассчитаем напряжение резистивного делителя.
В.
Зададим общий ток делителя равный 0,3 мА. Тогда общее сопротивление делителя равно:
Рассчитаем сопротивление R20.
Ом.
Рассчитаем сопротивление R18.
кОм.
Для более точной подстройки выбираем резисторы R19,R20 подстроечного типаСП3-1-10 кОм, резисторыR17,R18 выбираем типаМЛТ-0,125-6,8 кОм.
Конденсаторы С9, С11 предназначены для шунтирования переменной составляющей напряжения питания. Выбираем из керамического типа КМ-6-0,15 мкФ.
Рассчитаем резисторы R11,R12 на ток транзистора оптрона равный15мА.
Ом.
Выбираем резисторы R11,R12МЛТ-0,125-1 кОм.
