MOP (katika ubepari MOSFET) inasimama kwa Metal Oxide Semiconductor, kutoka kwa ufupisho huu muundo wa transistor hii inakuwa wazi.

Ikiwa kwenye vidole, basi ina njia ya semiconductor ambayo hutumikia sahani moja ya capacitor na sahani ya pili ni electrode ya chuma iko kupitia safu nyembamba ya oksidi ya silicon, ambayo ni dielectric. Wakati voltage inatumika kwenye lango, capacitor hii inashtakiwa, na uwanja wa umeme wa lango huchota chaji kwenye chaneli, kama matokeo ya ambayo malipo ya rununu yanaonekana kwenye chaneli ambayo inaweza kuunda mkondo wa umeme na kushuka kwa upinzani wa chanzo cha kukimbia. kwa kasi. Voltage ya juu, chaji zaidi na upinzani wa chini, kwa sababu hiyo, upinzani unaweza kushuka kwa maadili madogo - mia ya ohm, na ikiwa unainua voltage zaidi, kuvunjika kwa safu ya oksidi na Khan. transistor itatokea.

Faida ya transistor kama hiyo, ikilinganishwa na bipolar, ni dhahiri - voltage lazima itumike kwenye lango, lakini kwa kuwa kuna dielectric, sasa itakuwa sifuri, ambayo inamaanisha inahitajika. nguvu ya kuendesha transistor hii itakuwa ndogo, kwa kweli, hutumia tu wakati wa kubadili, wakati capacitor inashtakiwa na kuruhusiwa.

Hasara inatokana na mali yake ya capacitive - kuwepo kwa capacitance kwenye lango inahitaji sasa ya malipo makubwa wakati wa kufunguliwa. Kinadharia, sawa na ukomo katika vipindi visivyo na kikomo vya wakati. Na ikiwa sasa imepunguzwa na kontakt, basi capacitor itachaji polepole - huwezi kupata popote kutoka kwa wakati wa mzunguko wa RC.

Transistors za MOS ni P&N kituo. Wana kanuni sawa, tofauti ni tu katika polarity ya flygbolag sasa katika channel. Ipasavyo, kwa mwelekeo tofauti wa voltage ya kudhibiti na kuingizwa kwenye mzunguko. Mara nyingi sana, transistors hufanywa kwa namna ya jozi za ziada. Hiyo ni, kuna mifano miwili yenye sifa sawa, lakini moja yao ni N na nyingine ni P channel. Alama zao, kama sheria, hutofautiana na nambari moja.

Nina maarufu zaidi MOS transistors ni IRF630(n chaneli) na IRF9630(p channel) kwa wakati wangu, nimewafanya na dazeni na nusu ya kila aina. Kuwa na mwili usio na kipimo sana HADI-92 transistor hii inaweza kujiburuta yenyewe hadi 9A. Upinzani wake wazi ni 0.35 Ohm tu.
Walakini, hii ni transistor ya zamani, sasa tayari kuna vitu baridi zaidi, kwa mfano IRF7314, yenye uwezo wa kuvuta 9A sawa, lakini wakati huo huo inafaa katika kesi ya SO8 - ukubwa wa kiini cha daftari.

Moja ya shida zinazolingana MOSFET transistor na microcontroller (au mzunguko wa digital) ni kwamba kwa ufunguzi kamili hadi kueneza kamili, transistor hii inahitaji kupeleka voltage kubwa zaidi kwenye lango. Kawaida hii ni kama volts 10, na MK inaweza kutoa kiwango cha juu cha 5.
Kuna chaguzi tatu hapa:

Lakini kwa ujumla, ni sahihi zaidi kufunga dereva, kwa sababu pamoja na kazi za msingi za kuzalisha ishara za udhibiti, pia hutoa ulinzi wa sasa, ulinzi dhidi ya kuvunjika, overvoltage, huongeza kasi ya ufunguzi hadi kiwango cha juu, kwa ujumla, hula sasa yake. si bure.

Chaguo la transistor pia sio ngumu sana, haswa ikiwa haujisumbui na njia za kupunguza. Awali ya yote, unapaswa kuwa na wasiwasi juu ya thamani ya sasa ya kukimbia - I Drain au Mimi D unachagua transistor kulingana na kiwango cha juu cha sasa kwa mzigo wako, ni bora kwa kiasi cha asilimia 10. Parameter muhimu inayofuata kwako ni VGS- Chanzo-Lango la kueneza voltage au, kwa urahisi zaidi, kudhibiti voltage. Wakati mwingine wanaandika, lakini mara nyingi zaidi unapaswa kuangalia nje ya chati. Inatafuta grafu ya utegemezi wa tabia ya pato Mimi D kutoka VDS kwa maadili tofauti VGS. Na nadhani utakuwa na hali gani.

Kwa mfano, unahitaji kuwasha injini kwa volts 12, na sasa ya 8A. Ulimkodolea macho dereva na una ishara ya kudhibiti volt 5 tu. Jambo la kwanza ambalo lilikuja akilini baada ya nakala hii ni IRF630. Ya sasa inafaa kwa ukingo wa 9A dhidi ya 8 inayohitajika. Lakini hebu tuangalie sifa ya pato:

Ikiwa utaendesha PWM kwa ufunguo huu, basi unahitaji kupendezwa na nyakati za ufunguzi na kufunga za transistor, chagua kubwa zaidi na, kulingana na wakati, uhesabu mzunguko wa juu ambao una uwezo. Kiasi hiki kinaitwa kuchelewa kubadili au t juu,t imezimwa, kwa ujumla, kitu kama hiki. Naam, mzunguko ni 1/t. Pia, haitakuwa ni superfluous kuangalia uwezo wa shutter C ni Kulingana na hilo, pamoja na kizuia kikwazo katika mzunguko wa lango, unaweza kuhesabu muda wa malipo ya mara kwa mara ya mzunguko wa RC lango na kukadiria kasi. Ikiwa wakati wa kudumu ni mkubwa zaidi kuliko kipindi cha PWM, basi transistor haitafungua / kufunga, lakini itapachika katika hali fulani ya kati, kwani voltage kwenye lango lake itaunganishwa na mzunguko huu wa RC kwenye voltage ya mara kwa mara.

Wakati wa kushughulikia transistors hizi, kumbuka ukweli kwamba hawaogopi tu umeme tuli, lakini KWA NGUVU SANA. Kuvunja shutter na malipo ya tuli ni zaidi ya kweli. Kwa hivyo ulinunuaje mara moja kwenye foil na usiitoe mpaka uiuze. Kwanza, jiweke chini na betri na uvae kofia ya tinfoil :).

Dereva ni amplifier ya nguvu na inalenga udhibiti wa moja kwa moja wa kubadili nguvu (wakati mwingine funguo) za kubadilisha fedha. Inapaswa kuimarisha ishara ya udhibiti kwa suala la nguvu na voltage na, ikiwa ni lazima, kutoa mabadiliko yake ya uwezo.

Wakati wa kuchagua dereva, ni muhimu kufanana na vigezo vya pato lake na vigezo vya pembejeo vya kubadili nguvu (MOSFET transistor, IGBT).

1. Transistors za MOS na IGBT ni vifaa vya kudhibiti voltage, hata hivyo, ili kuongeza voltage ya pembejeo kwa kiwango cha juu (12-15 V), ni muhimu kutoa malipo sahihi katika mzunguko wa lango.

3. Ili kupunguza kiwango cha kupanda kwa sasa na kupunguza kelele ya nguvu, ni muhimu kutumia upinzani wa mfululizo katika mzunguko wa lango.

Madereva kwa ajili ya kudhibiti nyaya za kubadilisha fedha tata zina idadi kubwa ya vipengele, hivyo huzalishwa kwa namna ya nyaya zilizounganishwa. Microcircuits hizi, pamoja na amplifiers za nguvu, pia zina nyaya za uongofu wa kiwango, mantiki ya msaidizi, mizunguko ya kuchelewesha kuunda wakati "wafu", pamoja na idadi ya ulinzi, kwa mfano, kutoka kwa mzunguko na mzunguko mfupi, kupunguzwa kwa voltage ya usambazaji na nambari. ya wengine. Makampuni mengi yanazalisha aina nyingi za kazi: madereva ya daraja la chini, madereva ya daraja la juu, madereva ya juu na ya chini yenye udhibiti wa kujitegemea wa kila mmoja wao, madereva ya nusu ya daraja, ambayo mara nyingi huwa na pembejeo moja tu ya udhibiti na inaweza kutumika. kwa sheria ya udhibiti wa ulinganifu, madereva kuendesha transistors zote kwenye mzunguko wa daraja.

Mzunguko wa kawaida wa kubadili dereva wa swichi za juu na za chini kutoka kwa International Rectifier IR2110 na kanuni ya usambazaji wa nguvu ya bootstrap inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.1, a. Udhibiti wa funguo zote mbili ni huru. Tofauti kati ya dereva huyu na wengine ni kwamba IR2110 ina mzunguko wa ubadilishaji wa ngazi ya ziada katika njia za chini na za juu, ambayo inakuwezesha kutenganisha ugavi wa nguvu wa mantiki ya microcircuit kutoka kwa voltage ya ugavi wa dereva kwa ngazi. Pia ina ulinzi dhidi ya ugavi undervoltage kwa dereva na high-voltage "floating" chanzo.

Capacitors C D, C C imeundwa kukandamiza uingilivu wa juu-frequency katika mantiki na nyaya za nguvu za dereva, kwa mtiririko huo. Chanzo cha kuelea cha juu-voltage huundwa na capacitor C1 na diode VD1 (ugavi wa umeme wa bootstrap).

Matokeo ya dereva yanaunganishwa na transistors za nguvu kwa kutumia vipinga vya lango R G1 na R G2.

Kwa kuwa kiendeshi kimejengwa juu ya vipengele vya uwanja na jumla ya nguvu zinazotumiwa kudhibiti ni ndogo, capacitor C1 inaweza kutumika kama chanzo cha nguvu kwa hatua ya kutoa, kuchajiwa tena kutoka kwa usambazaji wa umeme wa U PIT kupitia diode ya masafa ya juu VD1. Capacitor C1 na diode VD1 pamoja huunda chanzo cha nguvu cha "floating" cha juu-voltage iliyoundwa kudhibiti transistor ya juu VT1 ya rack ya daraja. Wakati transistor ya chini VT2 inafanya sasa, chanzo cha transistor ya juu VT1 imeshikamana na waya ya kawaida ya nguvu, diode VD1 inafungua na capacitor C1 inashtakiwa kwa voltage U C1 \u003d U PIT - U VD1. Kinyume chake, wakati transistor ya chini inapoingia katika hali iliyofungwa na transistor ya juu VT1 huanza kufungua (Mchoro 3.1), diode VD1 inageuka kuungwa mkono na voltage ya reverse ya ugavi wa umeme. Matokeo yake, hatua ya pato la dereva huanza kuwezeshwa pekee na sasa ya kutokwa kwa capacitor C1. Kwa hivyo, capacitor C1 daima "hutembea" kati ya waya wa kawaida wa mzunguko na waya wa umeme (kumweka 1).

Wakati wa kutumia dereva wa IR2110 yenye nguvu ya bootstrap, tahadhari maalum inapaswa kulipwa kwa uteuzi wa vipengele vya chanzo vya "floating" vya juu-voltage. Diode VD1 lazima ihimili voltage kubwa ya nyuma (kulingana na usambazaji wa umeme wa mzunguko), sasa inayoruhusiwa ya mbele ni takriban 1 A, wakati wa kurejesha t rr = 10-100 ns, i.e. kuwa haraka. Maandiko yanapendekeza diode ya SF28 (600 V, 2 A, 35 ns), pamoja na diodi UF 4004…UF 4007, UF 5404…UF 5408, HER 105… HER 108, HER 205…HER 208 na zingine “ madarasa ya haraka".

Mzunguko wa dereva umeundwa kwa namna ambayo kiwango cha juu cha ishara ya mantiki katika pembejeo yoyote ya HIN na LIN inalingana na kiwango sawa katika pato lake la HO na LO (angalia Mchoro 3.1 b, dereva wa hali ya kawaida). Kuonekana kwa kiwango cha juu cha ishara ya mantiki kwenye pembejeo ya SD husababisha kuzuia transistors ya rack ya daraja.

Inashauriwa kutumia microcircuit hii ili kudhibiti funguo za inverter na udhibiti wa voltage ya pato la PWM. Wakati huo huo, ni lazima ikumbukwe kwamba katika mfumo wa udhibiti ni muhimu kutoa ucheleweshaji wa muda (wakati "wafu") ili kuzuia kupitia mikondo wakati wa kubadili transistors ya rack ya daraja (VT1, VT2 na VT3, VT4, nk). Kielelezo 1.1).

Capacitance C1 ni uwezo wa bootstrap, thamani ya chini ambayo inaweza kuhesabiwa na formula:

wapi Q 3- thamani ya malipo ya lango la ufunguo wenye nguvu (thamani ya kumbukumbu);

Mimi shimo- matumizi ya sasa ya dereva katika hali ya tuli (thamani ya kumbukumbu, kawaida Mimi shimo≈ Mimi G c t ufunguo wenye nguvu)

Q1- mabadiliko ya mzunguko katika malipo ya dereva (kwa 500-600 - madereva ya volt 5 nK);

V uk- usambazaji wa voltage ya mzunguko wa dereva;

- kushuka kwa voltage kwenye diode ya bootstrap VD1;

T- Kipindi cha kubadili funguo zenye nguvu.

Mchoro.3.1. Mzunguko wa kawaida wa kuwasha kiendeshi cha IR2110 (a) na michoro ya saa ya mawimbi yake kwenye pembejeo na matokeo (b)

V DD - ugavi wa nguvu kwa mantiki ya microcircuit;

V SS - hatua ya kawaida ya sehemu ya mantiki ya dereva;

HIN, LIN - ishara za pembejeo za kimantiki zinazodhibiti transistors ya juu na ya chini, kwa mtiririko huo;

SD - pembejeo ya mantiki ya kuzima dereva;

V CC - voltage ya ugavi wa dereva;

COM ni nguzo hasi ya usambazaji wa umeme V CC;

HO, LO - ishara za pato la dereva zinazodhibiti transistors ya juu na ya chini, kwa mtiririko huo;

V B ni voltage ya usambazaji wa chanzo cha "floating" cha juu-voltage;

V S ni hatua ya kawaida ya pole hasi ya chanzo cha "floating" cha juu-voltage.

Thamani iliyopatikana ya uwezo wa bootstrap lazima iongezwe kwa kiwango cha 10-15 (kawaida C katika safu ya 0.1-1 μF). Hii inapaswa kuwa capacitance ya juu-frequency na sasa ya chini ya uvujaji (bora, tantalum).

Resistors R G 1, R G 2 huamua muda wa kugeuka kwa transistors yenye nguvu, na diode VD G 1 na VD G 2, kwa kuzima vipinga hivi, kupunguza muda wa kuzima kwa maadili ya chini. Resistors R 1, R 2 wana thamani ndogo (hadi 0.5 Ohm) na kusawazisha kuenea kwa upinzani wa ohmic kando ya basi ya kawaida ya udhibiti (lazima ikiwa ufunguo wenye nguvu ni uunganisho wa sambamba wa transistors chini ya nguvu).

Wakati wa kuchagua dereva kwa transistors za nguvu, fikiria:

1. Sheria ya udhibiti wa transistor ya nguvu:

Kwa sheria ya ulinganifu, madereva ya juu na ya chini na madereva ya nusu ya daraja yanafaa;

Sheria isiyolinganishwa inahitaji viendeshi vya ufunguo wa juu na wa chini wenye udhibiti huru wa kila ufunguo wenye nguvu. Kwa sheria ya asymmetric, madereva yenye kutengwa kwa galvanic ya transformer haifai.

2. Vigezo muhimu vya nguvu (I kwa au mimi kukimbia).

Njia ya takriban hutumiwa kawaida:

I out dr max =2 A inaweza kudhibiti VT yenye nguvu na mkondo wa hadi 50 A;

I out dr max \u003d 3 A - kudhibiti VT yenye nguvu na mkondo wa hadi 150 A (vinginevyo, wakati wa kuwasha na kuzima huongezeka sana na upotezaji wa nguvu kwa kubadili huongezeka), i.e. transistor yenye ubora wa juu na chaguo mbaya ya dereva hupoteza faida zake kuu.

3. Uhasibu kwa kazi za ziada.

Makampuni hutoa madereva na kazi nyingi za huduma:

Ulinzi wa ufunguo mbalimbali wenye nguvu;

Ulinzi wa dereva chini ya voltage;

Na diode za bootstrap zilizojengwa;

Kwa wakati wa kuchelewesha unaoweza kubadilishwa na usioweza kurekebishwa wa kuwasha VT yenye nguvu kuhusiana na wakati wa kuzima nyingine (kupambana na mikondo kwenye daraja la nusu);

Kwa kujengwa ndani au bila kutengwa kwa galvanic. Katika kesi ya mwisho, kwa pembejeo ya dereva, ni muhimu kuunganisha microcircuit ya kutengwa kwa galvanic (mara nyingi, optocoupler ya diode ya juu-frequency);

Katika awamu au kupambana na awamu;

Ugavi wa umeme kwa madereva (aina ya bootstrap ya umeme au vifaa vitatu vya pekee vya umeme vinahitajika).

Kwa usawa wa aina kadhaa za madereva, upendeleo unapaswa kutolewa kwa wale wanaobadilisha sasa lango la transistors zenye nguvu kwa kutumia VT za bipolar. Ikiwa kazi hii inafanywa na transistors ya athari ya shamba, basi kunaweza kuwa na kushindwa kwa dereva chini ya hali fulani (overloads) kutokana na athari ya "latching" ya kuchochea.

Baada ya kuchagua aina ya dereva (na data yake), hatua zinahitajika ili kupambana na mikondo katika daraja la nusu. Njia ya kawaida ni kuzima kitufe chenye nguvu papo hapo, na kuwasha kilichofungwa kwa kuchelewa. Kwa kusudi hili, diodes VD G 1 na VD G 2 hutumiwa, ambayo, wakati wa kufunga VT, shunt resistors lango, na mchakato wa kuzima utakuwa kasi zaidi kuliko kufungua.

Mbali na kuzima vipingamizi vya lango R G 1 na R G 2 kwa kutumia diode (VD G 1, VD G 2, Mchoro 3.1), ili kupambana na mikondo katika mzunguko wa P wa mteremko wenye nguvu, makampuni yanazalisha madereva yaliyounganishwa ambayo ni asymmetric katika masharti ya VT ya sasa ya kuwasha pato Mimi nyingine nje m ah juu na kuzima Mimi nje m ah mbali(kwa mfano Mimi nyingine nje m ah juu=2A, Mimi nje m ah mbali=3A). Hii inaweka upinzani wa pato la asymmetric ya microcircuit, ambayo imeunganishwa katika mfululizo na vipinga vya lango R G 1 na R G 2.

ambapo maadili yote katika fomula ni data ya kumbukumbu ya dereva fulani.

Kwa dereva wa ulinganifu (kwa mikondo), usawa

.

Kuna uwezo tatu katika muundo wa transistor ya MOSFET: uwezo wa lango-chanzo (uwezo wa pembejeo), uwezo wa kukimbia chanzo (uwezo wa pato), uwezo wa kukimbia lango (kupita kwa transistor ya IGRT, kwa mtiririko huo, , , Wakati voltage inatumika kwa lango la (15-20) V, inaanza uwezo wa pembejeo utashtakiwa kwa kasi na kwa voltage ya 8-10V sasa itaonekana kwenye transistor ... Kipindi hiki cha muda kinatolewa kama zamu- juu ya parameter ya kuchelewa (Mchoro 3.2) kwa upinzani fulani katika mzunguko wa lango

Wakati sasa ya kukimbia inaonekana katika muundo wa VT, uwezo wa pembejeo utashtakiwa kwa kielelezo tofauti, kwa kuwa mchakato huu unaathiriwa na uwezo wa pato, kisha mwisho wa uwezo wa pembejeo utajilimbikiza malipo Q (thamani ya kumbukumbu). Pato la sasa (kupunguzwa kwa voltage kwenye electrodes ya chanzo-chanzo) itategemea hasa taratibu katika mzunguko, bila ushawishi mkubwa wa sasa wa lango.

Muda wa kutokwa kwa uwezo pia hutolewa katika vigezo vya kumbukumbu vya VT kwa namna ya muda wa kuwasha.

Wakati transistor imezimwa, capacitance itatolewa kwanza kwa thamani (), kisha chanzo cha sasa kitaanza kupungua hadi 0 (). Kwa hivyo, ucheleweshaji wa kuzima na kuzima VT itategemea thamani ya kupinga katika mzunguko wa lango, na kwa kutumia dereva, upinzani wa jumla katika mzunguko wa lango utakuwa na vipengele viwili: (na dereva asymmetric na ) - const na kizuia lango cha ziada ambacho kinaweza kubadilishwa kwa ucheleweshaji wa marekebisho. Kielelezo 3.2 kinawasilisha hoja iliyo hapo juu katika mfumo wa grafu zilizorahisishwa.

Mchele. 3.2. Michoro ya muda: (a) - wakati VT imewashwa; (b) - wakati VT imezimwa.

Data ya kumbukumbu haitoi vigezo vya uwezo wa pembejeo na pato la transistor, lakini inajulikana kutoka kwa hisabati kwamba sehemu ya awali ya kielelezo (hadi 0.7) inakadiriwa na mstari wa moja kwa moja, mteremko ambao ni sawia moja kwa moja. kwa RC, ambayo inafanya uwezekano wa kufanya makadirio kwa namna ya uwiano.

Kwa hivyo, ili kuzuia kutokea kwa mikondo, ni muhimu kuchagua thamani ya jumla ya upinzani katika mzunguko wa lango ( , na inasimamia kiwango cha malipo ya lango capacitance VT) ili kuhakikisha kuwa ucheleweshaji wa kugeuka kwa transistor ni mkubwa kuliko au sawa na muda uliochukuliwa ili kufunga VT (angalia Mchoro 3.2).

(3.1)

ni wapi wakati wa kuoza wa sasa wa kukimbia (thamani ya kumbukumbu);

ni wakati wa kuchelewa kwa kuanza kwa kuzima VT kwa heshima na wakati ambapo voltage ya kuzuia inatumiwa kwenye lango. Kwa diode za lango la shunt (VD G 1, VD G 2, Mchoro 3.1), kiwango cha kutokwa kinatambuliwa kipekee na upinzani. . Kwa hivyo, kuamua, sehemu ifuatayo imeamua, (mteremko, ambayo itazuiwa na diode ya VD G)

Wakati wa kuendeleza nyaya za nguvu za waongofu wa tuli, hatua za kulinda transistors za nguvu kutokana na kuvunjika kwa joto ni muhimu. Kwa kuwa MOSFETs hawana uharibifu wa sekondari, inawezekana kabisa kuongozwa na joto la juu na uharibifu wa juu wa nguvu katika mahesabu ya hali ya joto. Jumla ya nguvu iliyotolewa kwenye transistor katika hali yake ya kubadili imedhamiriwa kutoka kwa usemi:

ambapo R p - jumla ya nguvu iliyopotea;

P lane - kupoteza nguvu wakati wa kubadili;

R pr - hasara juu ya upinzani wa kazi wa kituo cha transistor wazi;

Pynp - kudhibiti hasara katika mzunguko wa lango;

Pyr - kupoteza nguvu kwa sababu ya kuvuja katika hali iliyofungwa.

ambapo L L (op) ni upinzani wa transistor katika hali ya wazi (parameter ya kumbukumbu).

Hasara za upitishaji P CR ni sehemu kuu ya hasara katika transistor ya athari ya shamba. Hasara hizi zinaweza kuhesabiwa kwa kujua thamani ya ufanisi (ifaayo) ya mkondo wa kukimbia:

Hasara za nguvu zinazosababishwa na uvujaji wa sasa (P ^) hazizingatiwi (ikiwa, bila shaka, transistor inafanya kazi), kwa hiyo haina maana ya kuzingatia kabisa. Kwa kuongeza, kwa kuwa moja ya faida kuu za transistor ya athari ya shamba ni hasara ndogo sana katika mzunguko wake wa udhibiti (P ​​kudhibiti), kwa hiyo, thamani ya hasara za udhibiti inaweza kutengwa na mahesabu. Kwa kuzingatia mawazo yaliyo hapo juu, formula (2.1.7) ya kuhesabu jumla ya hasara inachukua fomu ifuatayo rahisi:

Hapa ni muhimu kufanya baadhi ya kufafanua digression na kumkumbusha msomaji kwamba hesabu ya nguvu dissipated inafanywa ili kuhakikisha utawala wa joto wa transistors nguvu. Hesabu hii ni muhimu wakati wa kutengeneza radiators za baridi kwa transistors (kwa maelezo, unaweza kurejelea machapisho na). Parameter muhimu sana, bila ambayo haitawezekana kutengeneza kipengele cha baridi, ni kinachojulikana kama "chip-case" upinzani wa joto R thjc ya transistor. Uchunguzi umeonyesha kuwa upinzani huu kwa kiasi kikubwa unategemea mzunguko wa ubadilishaji wa transistor, na pia juu ya mzunguko wa wajibu wa mapigo ya udhibiti, ambayo imedhamiriwa na uwiano wa muda wa hali ya wazi kwa muda kamili wa kubadili. Katika uainishaji wa kiufundi wa transistors, sifa zinazojulikana kama kawaida za makutano ya makutano ya joto hadi kesi hupewa. Kama inavyoonekana kutoka kwenye mtini. 2.1.11, kutokana na inertia ya michakato ya joto katika masafa ya juu ya kubadili na mzunguko wa chini wa wajibu, upinzani wa joto "kesi ya kioo" hupunguzwa kwa kiasi kikubwa. Kwa hali yoyote, msanidi anahitaji kutathmini upinzani huu kulingana na ratiba, ili usitengeneze radiator ya baridi kwa vipengele vya nguvu "kwa jicho". Msomaji anapaswa kufahamu kwamba inavyoonyeshwa kwenye Mtini. Grafu za 2.1.11 zinajumuishwa katika seti kuu ya vigezo vinavyotolewa na wazalishaji kwa msingi wa kipengele cha nguvu. Ikiwa, wakati wa kuchagua msingi wa kipengele, msanidi hukutana na ukweli kwamba ratiba hizi hazipatikani katika nyaraka, ni bora si kumwamini mtengenezaji huyo na si kutumia bidhaa zake katika maendeleo yao.

Kwa kuzingatia grafu 2.1.11, upinzani wa joto wa "mwili wa kioo" imedhamiriwa na formula ifuatayo:

ambapo ZjJJ, D) - mgawo wa mpito wa upinzani "mwili wa kioo";

R Q (JC) - upinzani wa joto "kioo-kesi" katika hali ya mzunguko mkubwa wa wajibu wa mapigo ya kudhibiti au kwa sasa ya moja kwa moja.

Kwenye mtini. 2.1.11 kuna mkunjo mwingine unaoitwa mpigo mmoja. Inaondolewa kwa pigo moja (isiyo ya kurudia) ya sasa. Hali hii ya uendeshaji kwa kawaida hutumiwa kwa ulinzi na kuanzisha mizunguko ambayo hufanya kazi mara moja. Katika kesi hii, kama sheria, uharibifu wa joto ni mdogo na kipengele cha nguvu hauhitaji radiator.

Lakini kurudi kwa kupoteza joto. Hali ni ngumu zaidi na kubadili hasara. Ikiwa mzigo wa FET ni safi

Mchele. 2.1.11. Grafu ya upinzani wa kawaida wa mafuta dhidi ya mzunguko wa mapigo na mzunguko wa wajibu: a - IRFP250; b - IRJL3103D1; katika -FB180SA10

hai, hasara za kubadili ni ndogo, na mara nyingi zinaweza kupuuzwa tu. Hata hivyo, mzigo wa kazi ni kesi ya nadra katika teknolojia ya kubadilisha nguvu. Mara nyingi zaidi, transistors za vibadilishaji tuli "hufanya kazi" kwa mizigo iliyo na sehemu inayotamkwa sana (inductive-capacitive), ambayo inaonyeshwa na kutolingana kati ya maxima ya sasa na voltage. Kwa kuongeza, katika transistors zinazofanya kazi katika nyaya za kushinikiza-kuvuta (hii inajumuisha mizunguko ya nusu-daraja, daraja na awamu ya tatu), kuna hasara maalum za kurejesha reverse za diode zinazopingana. Tutageuka mara moja kwa mbinu za kuhesabu hasara za nguvu katika nyaya za kushinikiza-kuvuta, kwa kuwa ni kwa msingi wao kwamba teknolojia ya kubadilisha fedha yenye nguvu imejengwa.

Katika mzunguko wa kusukuma-kuvuta, ni muhimu kuzingatia ushawishi wa inductance L kwenye vipengele vilivyobaki vya mzunguko. Ikumbukwe kwamba inductance halisi L ni inductance ya magnetization ya upepo wa msingi wa kibadilishaji cha mzunguko wa juu (ikiwa kifaa kinachoundwa ni kigeuzi tuli kwa ajili ya kusambaza mizigo ya kawaida), au uingizaji wa upepo wa motor (kama inayoweza kubadilishwa. kiendeshi cha masafa kinatengenezwa).

Hebu tugeuke kwenye Mtini. 2.1.12 na uzingatia taratibu za kubadili zinazotokea katika mzunguko wa kawaida uliowasilishwa. Awali (ambayo

ufunguzi wa kipengele muhimu. Ni wazi kwamba amplitude ya kuongezeka haiwezi kuwa kubwa kuliko voltage ya usambazaji au uwezo wa "ardhi", kwani diode zinazopingana zitafungua na "kutoa" kuongezeka kwa chanzo cha nguvu. Na hata hivyo, ikiwa nishati ya mchakato wa oscillatory ni kubwa ya kutosha, haiwezi kuishia wakati wa ugunduzi unaofuata wa kipengele muhimu. Kubadili kwa sasa inapita kupitia diode ya kuruka itasababisha hali inayoitwa "kubadili ngumu", wakati transistor ya nguvu itakuwa kwa muda mfupi katika hali ya "kupitia mikondo". Ili "kuzimisha" uzalishaji huu, mzunguko wa RC na capacitor na kupinga kushikamana katika mfululizo huunganishwa kwa sambamba na upepo wa msingi wa transformer.

Tumezingatia tu ile inayoitwa "nyepesi" ya uendeshaji wa transistor katika mizunguko ya kusukuma-kuvuta, wakati mapigo ya udhibiti yanafika kwenye lango la VT1 na VT2 kwa ulinganifu, na wakati ubadilishaji unapoanza, mikondo haipiti. diode za kupinga. Si vigumu kuhesabu nguvu za kubadili hasara katika kesi hii. Kwa kila transistor inayofanya kazi katika mzunguko wa nusu-daraja au daraja na mzigo wa kawaida wa transformer, inaweza kuhesabiwa kwa formula.

ambapo / ^ max ndio kiwango cha juu cha mtiririko wa maji.

Kuna kesi nyingine wakati transistors wanalazimika kufanya kazi katika hali ya "nzito" ya kubadili. Kesi hii kawaida huzingatiwa katika vifaa vya kudhibiti frequency kwa motors zilizo na inductance kubwa ya vilima. Hapa, muda wa hali ya wazi ya "juu" (VT1) na "chini" (VT2) vipengele muhimu vya nusu ya daraja na daraja inaweza kuwa isiyo sawa: katika kesi ya kikomo, mapigo ya ufunguzi wa moja ya nguvu. swichi hupotea kabisa. Katika kesi ya asymmetry ya mapigo ya udhibiti, sasa katika mzigo wa inductive haubadili mwelekeo wake, ambayo ina maana kwamba, kwa mfano, baada ya transistor VT2 kuzimwa, sasa i L (Mchoro 2.1.12 c) itakuwa mtiririko kupitia diode yake iliyopinga. Kwa hiyo, kuzima transistor VT1 itafanyika kwa njia ya mzunguko mfupi wa muda mfupi, kwani diode ya VD2 haitaweza kurejesha mara moja hali iliyofungwa. Kwa muda mrefu diode ya freewheeling inachelewesha kurejesha hali ya mbali, joto zaidi litatolewa katika transistor. Kwa hiyo, kuhesabu hasara za kubadili katika hali ya "nzito", ni muhimu kuzingatia hasara zote za kubadilisha nguvu za transistor na hasara za kurejesha nyuma za diode zinazopingana. Njia ifuatayo itakusaidia kuhesabu upotezaji wa ubadilishaji:

ambapo Q rr ni malipo ya kurejesha nyuma ya diode pinzani (parameta ya kumbukumbu).

Unapaswa pia kujua kwamba malipo ya kurejesha nyuma ya diode iliyopinga (kulingana na Mchoro 2.1.14) inategemea kidogo sasa ya mbele inayopita kupitia diode baada ya transistor kuzimwa, lakini kwa kiasi kikubwa imedhamiriwa na kiasi cha mabadiliko katika sasa ya mbele baada ya muda katika hatua ya kurejesha nyuma, yaani, derivative ya maadili ya sasa. Kwa mazoezi, hii ina maana kwamba kupunguza kasi ya mchakato wa kubadili ambayo husababisha kurejesha nyuma inaweza kupunguza malipo, na hivyo nishati iliyotolewa. Kwa hiyo, katika hali ya "nzito" ya kubadili, ni muhimu kupunguza kasi ya mchakato wa kufungua transistors ya athari ya shamba. Kasi ya ufunguzi inaweza kupunguzwa kwa kupunguza mkondo wa lango kwa kuongeza kizuizi cha lango, na pia kuzuia makutano ya chanzo cha kukimbia kwa transistors na mizunguko ya RC ambayo hupunguza kasi ya kubadili. Kweli, hii huongeza hasara za byte za kubadilisha nguvu.

Mchele. 2.1.14. Utegemezi wa malipo ya kurejesha nyuma ya diode kwa kasi ya mchakato wa kubadili

Mara nyingi, katika mazoezi ya kuendeleza waongofu wa tuli, kuna matukio wakati ni muhimu kubadili sasa ambayo thamani yake ni ya juu kuliko kikomo cha sasa cha transistor moja. Na ikiwa inageuka kuwa vigumu kuchagua kifaa chenye nguvu zaidi, unaweza tu kuwasha vifaa kadhaa vilivyoundwa kwa mikondo ya chini kwa sambamba. Kisha jumla ya sasa itasambazwa sawasawa juu ya transistors binafsi. Ili kuwaunganisha sambamba, unahitaji kuwa na vifaa vilivyo na maadili ya karibu ya voltage ya kizingiti. Kama sheria, transistors za aina hiyo hiyo zina viwango vya karibu vya voltage ya kizingiti, kwa hivyo haifai sana kuchagua transistors za viwango tofauti kwa operesheni sambamba. Bora zaidi, kwa ujumla kuchukua transistors kutoka kundi moja la uzalishaji, viwandani chini ya hali sawa.

Ili kuhakikisha inapokanzwa sare ya mstari wa transistor, lazima iwe imewekwa kwenye radiator ya kawaida na, ikiwa inawezekana, karibu na kila mmoja. Ni lazima pia ikumbukwe kwamba transistors mbili zilizounganishwa kwa sambamba zinaweza kupitisha mara mbili ya sasa bila kupunguza uwezo wa mzigo wa vifaa moja, lakini wakati huo huo, uwezo wa pembejeo, na hivyo malipo ya lango la pamoja, mara mbili. Ipasavyo, mzunguko wa udhibiti wa transistors uliounganishwa sambamba lazima uweze kutoa wakati fulani wa kubadili.

Lakini hata hapa ina upekee wake, "hila" zake. Ikiwa unganisha milango ya transistors ya athari ya shamba moja kwa moja, unaweza kupata athari mbaya ya "kupigia" wakati imezimwa - kwa kushawishi kila mmoja kupitia lango, transistors zitafungua na kufunga kwa nasibu, bila kutii ishara ya kudhibiti. Ili kuzuia "kupigia", inashauriwa kuweka zilizopo ndogo za ferrite kwenye pini za lango ili kuzuia ushawishi wa pande zote wa lango, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 2.1.15, a.

Njia hii ni nadra sana leo (kwani teknolojia ya uzalishaji wa zilizopo za ferrite ni ngumu sana). Mbinu rahisi na inayopatikana zaidi ya mzunguko inavyoonyeshwa kwenye Mtini. 2.1.15, b,

Mchele. 2.1.15. Uunganisho wa sambamba wa MOSFET: a - na zilizopo za ferrite za kuzima; b - na vipinga vya lango

inayojumuisha ufungaji katika mizunguko ya kila lango la vipinga sawa na upinzani wa makumi hadi mamia ya ohms. Thamani ya vipingamizi vya lango kawaida huchaguliwa kutoka kwa uwiano:

ambapo Q g ni kiasi cha malipo ya lango kwa transistor moja.

Baada ya hayo, ni muhimu kuamua kiasi cha sasa ambacho dereva wa lango la transistor hutoa. Sasa hii imedhamiriwa kutoka kwa hali ya voltage U g inayofanya kazi kwenye vipinga vya lango vilivyounganishwa kwa sambamba. Hiyo ni, thamani ya R g, iliyopatikana kutoka kwa formula (2.1.13), lazima ipunguzwe katika mahesabu kwa mara nyingi transistors nyingi zimeunganishwa kwa sambamba.

Mchele. 2.1.16. Chaguo Sambamba cha MOSFET

Transistors VTl ... VT4 imewekwa kwenye radiator ya kawaida karibu na kila mmoja iwezekanavyo, ambayo inahakikisha inapokanzwa kwao sare. Mabasi ya nguvu, ambayo yanaweza kufanywa na waendeshaji wote wa kuchapishwa na wingi (kwa mfano, ukanda wa shaba au waya wa bati), huunganishwa na kukimbia na chanzo cha transistors zote. Vipimo vya lango Rg vinaweza kuwekwa juu ya reli za nguvu. Transistors ni fasta juu ya radiator na screws na clamping chemchem. Wakati mwingine, ili kuboresha mawasiliano ya joto kati ya

kesi za radiator hutumia teknolojia ifuatayo: transistors zimeunganishwa na sahani zao za kuondoa joto kwa ukanda wa kawaida wa shaba (au aloi zake), na, kwa upande wake, hupigwa kwa radiator, iliyotiwa mafuta hapo awali mahali pa kuwasiliana na joto- kufanya kuweka. Na, bila shaka, ni muhimu kuhakikisha kutengwa kwa umeme kwa makundi ya mtu binafsi ya transistors ili kuepuka mzunguko mfupi katika maeneo hayo ambayo haipaswi kuwepo kulingana na mzunguko wa umeme.

Kwenye mtini. 2.1.17 inaonyesha kuonekana kwa tofauti ya kitengo cha kimuundo cha daraja la awamu ya tatu iliyodhibitiwa, inayojumuisha transistors za MOSFET zilizounganishwa kwa sambamba, na kwa tini. 2.1.18 - mzunguko wa umeme kwa ajili ya kuunganisha transistors. Radiator ina kupitia njia ambazo hupigwa kwa nguvu na mkondo wa hewa.

Ilichapishwa mnamo 05/15/2014

Ubunifu wa sehemu ya nguvu kawaida huanza na uteuzi wa funguo. MOSFETs zinafaa zaidi kwa hili. Uchaguzi wa transistors za nguvu hufanywa kwa msingi wa data juu ya kiwango cha juu kinachowezekana cha sasa na voltage ya mtandao wa usambazaji wa magari.

Uteuzi wa transistors za nguvu

Transistors lazima zihimili mkondo wa uendeshaji na ukingo fulani. Kwa hiyo, transistors ya athari ya shamba huchaguliwa na sasa ya uendeshaji mara 1.2-2 zaidi kuliko kiwango cha juu cha sasa cha magari. Katika sifa za transistors za athari ya shamba, maadili kadhaa ya sasa ya njia tofauti yanaweza kuonyeshwa. Wakati mwingine zinaonyesha sasa kwamba kioo inaweza kuhimili Kitambulisho (Silicon Limited)(ni kubwa) na ya sasa, imepunguzwa na uwezo wa kesi ya transistor ID (Package Limited)(ni ndogo). kwa mfano:

Kwa kuongeza, sasa ya hali ya pulsed inaonekana ( Pulsed Drain Sasa), ambayo ni kubwa zaidi (mara kadhaa) kuliko kiwango cha juu cha sasa cha moja kwa moja.

Ni muhimu kuchagua transistors kwa sasa ya moja kwa moja, na si makini na vigezo vinavyoonyeshwa kwa hali ya pulsed. Wakati wa kuchagua transistor, tu thamani ya DC inazingatiwa. Katika kesi hii - 195A.

Ikiwa haiwezekani kuchagua transistor na sasa inayohitajika ya uendeshaji, transistors kadhaa huunganishwa kwa sambamba.

Katika kesi hii, ni muhimu kutumia vipinga vilivyoonyeshwa kwenye mchoro. Madhehebu yao ni vitengo vya ohms, lakini shukrani kwao, transistors zilizounganishwa kwa sambamba hufunguliwa kwa wakati mmoja. Ikiwa resistors hizi hazijawekwa, hali inaweza kutokea wakati moja ya transistors inafungua, na wengine hawana bado. Kwa wakati huu mfupi, nguvu zote huanguka kwenye transistor moja na kuizima. Uamuzi wa thamani ya resistors hizi ni kujadiliwa hapa chini. Transistors mbili zilizounganishwa kwa sambamba hubeba mara mbili ya sasa. Mara 3-3 zaidi. Lakini hupaswi kutumia vibaya hili na kujenga funguo kutoka kwa idadi kubwa ya transistors ndogo.

Uchaguzi wa transistors ya athari ya shamba kwa voltage pia hufanywa kwa ukingo wa angalau mara 1.3. Hii inafanywa ili kuzuia kushindwa kwa transistors kutokana na kuongezeka kwa voltage wakati wa kubadili.

Mbali na vigezo hapo juu, unapaswa kuuliza juu ya joto la juu la uendeshaji wa transistor na ikiwa itastahimili sasa inayohitajika kwa joto hili. Moja ya sifa muhimu zaidi ni upinzani wa transistor wazi. Thamani zake zinaweza kufikia miliohm kadhaa. Kwa mtazamo wa kwanza - kidogo sana, lakini kwa mikondo ya juu, kiasi kikubwa cha joto kitatolewa juu yake, ambacho kitatakiwa kuondolewa. Nguvu ambayo itawasha transistor katika hali wazi imehesabiwa na formula:

P=Rds*Id^2

Wapi:
Rds ni upinzani wa transistor wazi;
Vitambulisho ni sasa ambayo inapita kupitia transistor.

Baba, kama transistor irfp4468pbf inaweza opir 2.6 mOhm, basi kwa saa moja maambukizi ya mkondo ni 195 Na kwenye mpya utaona watts 98.865 za joto. Katika kesi ya mzunguko wa daraja la awamu tatu, wakati wa ngozi una funguo mbili tu. Kwa hiyo, kiasi sawa cha joto kitaonekana kwenye transistors mbili za wazi (98.865 W kila mmoja, 197.73 W katika giza). Ale, harufu haifanyi kazi kwa saa nzima, lakini kwa jozi - kwa jozi, hivyo jozi ya ngozi ya funguo hufanya kazi 1/3 ya saa. Pia ni sahihi kusema kwamba 197.73 W ya joto itaonekana kwenye funguo zote, na kwenye ufunguo wa ngozi (98.865 / 3 = 32.955 W). Hatua inayofuata ni kuhakikisha baridi ya transistors.

Kwa hivyo ikiwa transistor irfp4468pbf ina upinzani wa 2.6 mOhm, kisha kwa sasa ya 195 A, 98.865 watts ya joto itatolewa juu yake. Katika kesi ya mzunguko wa daraja la awamu tatu, funguo mbili tu zimefunguliwa kwa wakati mmoja. Hiyo ni, kiasi sawa cha joto kitatolewa kwenye transistors mbili za wazi (98.865 W kila mmoja, kwa ujumla - 197.73 W). Lakini hawafanyi kazi wakati wote, lakini kwa upande - kwa jozi, yaani, kila jozi ya funguo hufanya kazi 1/3 ya wakati. Kwa hiyo ni sahihi kusema kwamba kwa ujumla, 197.73 W ya joto itatolewa kwenye funguo zote, na kwa kila funguo (98.865 / 3 = 32.955 W). Baridi inayofaa ya transistors inapaswa kuhakikisha.

Lakini kuna moja "lakini"

Tulihesabu takriban hasara za joto zinazotokea wakati funguo zimefunguliwa kikamilifu. Walakini, mtu asipaswi kusahau kuwa matukio kama michakato ya muda mfupi ni ya asili katika funguo. Ni wakati wa kubadili, wakati upinzani wa mabadiliko muhimu kutoka karibu sifuri hadi karibu infinity na kinyume chake, kwamba kizazi kikubwa cha joto hutokea, ambacho ni kikubwa zaidi kuliko hasara zinazotokea kwa swichi wazi.

Tafadhali kumbuka kuwa tunaweza kupakia 0.55 ohms. Voltage ya waya hai ni 100V. Wakati swichi zimejaa, tunachukua strum 100 / 0.55 = 181 A. Transistor inafunga na kwa sasa ni opir syagaє 1 Ohm. Kwa saa nzima, baada ya mtiririko mpya, strum ni 100 / (1 + 0.55) \u003d 64.5A Je, unakumbuka formula ambayo mvutano wa joto huhesabiwa? Ili kwenda nje, ambayo tayari ni fupi, tumia saa ya joto kwenye transistors (1 + 0.55) * (64.5 ^ 2) \u003d 6448 watts. Ni nini kilicho chini zaidi wakati ufunguo umefunguliwa. Ikiwa opir ya transistor inakua hadi ohms 100, matumizi yatakuwa 99.45 watts. Ikiwa opi ya transistor inakua hadi KΩ 1, wati 9.98 zitatumika. Ikiwa opi ya transistor inakua hadi KΩ 10, itatumia wati 0.99.

Hebu fikiria kwamba tuna mzigo wa 0.55 ohms. Ugavi wa voltage 100V. Kwa funguo zilizo wazi kabisa, tunapata sasa ya 100 / 0.55 = 181 A. Transistor inafunga na kwa wakati fulani upinzani wake unafikia 1 ohm. Kwa wakati huu, sasa 100 / (1 + 0.55) = 64.5A inapita ndani yake. Unakumbuka formula ya kuhesabu nguvu ya joto? Inatokea kwamba katika wakati huu mfupi sana, kupoteza joto kwenye transistor ni (1 + 0.55) * (64.5 ^ 2) = 6448 watts. Ambayo ni zaidi ya ufunguo wa umma. Wakati upinzani wa transistor unapoongezeka hadi 100 ohms, hasara itakuwa 99.45 watts. Wakati upinzani wa transistor unapoongezeka hadi 1 kΩ, hasara itakuwa 9.98 watts. Wakati upinzani wa transistor unapoongezeka hadi 10 kΩ, hasara itakuwa 0.99 watts.

Ukiunda mfumo wa kupoeza wenye nguvu sana, na transistor itatoa joto zaidi kuliko inavyoweza kujiondoa yenyewe (tazama: Kiwango cha Juu cha Usambazaji wa Nguvu), itaungua.

Kwa hivyo, si vigumu kuelewa kwamba kasi ya kubadili funguo, kupoteza joto kidogo, na joto la chini la funguo.

Kasi ya kubadili funguo huathiriwa na: uwezo wa lango la transistor ya athari ya shamba, thamani ya kupinga katika mzunguko wa lango, nguvu ya dereva muhimu. Uchaguzi sahihi wa vipengele hivi huamua jinsi funguo zitafanya kazi kwa ufanisi.

Wakati mwingine watu wanaamini kwamba unaweza kuongeza nguvu ya mdhibiti tu kwa kubadilisha funguo kwa nguvu zaidi. Hii si kweli kabisa. Transistors zenye nguvu zaidi zina uwezo mkubwa wa lango, na hii huongeza muda wa ufunguzi wa transistor, ambayo inathiri utawala wao wa joto. Hii hutokea mara chache, lakini nimekuwa na kesi ambapo kubadilisha tu transistors na zenye nguvu zaidi ziliongeza joto lao kutokana na ukweli kwamba wakati wao wa kubadili uliongezeka. Kwa hivyo, transistors zenye nguvu zaidi zinahitaji madereva yenye nguvu zaidi.

Viendeshaji muhimu vya MOSFET

Dereva muhimu ni nini na kwa nini inahitajika? Kwa nini madereva wanahitajika kabisa? Unaweza kuwasha transistors za athari ya shamba kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro:

Ndio, katika kesi hii, transistors za bipolar hufanya kama madereva. Hii pia inaruhusiwa. Pia kuna mizunguko ambapo transistors zilizo na P-channel hutumiwa kama swichi za juu, na transistors zilizo na N-channel hutumiwa kama zile za chini. Hiyo ni, aina mbili za transistors hutumiwa, ambayo si rahisi kila wakati. Kwa kuongeza, transistors za nguvu za juu za P-channel ni vigumu kupata. Kwa kawaida, matumizi ya mchanganyiko huo wa transistors na njia tofauti hutumiwa katika vidhibiti vya chini vya nguvu ili kurahisisha mzunguko.

Ni rahisi zaidi kutumia transistors za aina moja, kawaida ni N-channel tu, lakini hii inahitaji kufuata mahitaji fulani ya kudhibiti transistors za daraja la juu. Voltage kwenye lango la transistors lazima itumike kwa jamaa na vyanzo vyao (Chanzo). Katika kesi ya ufunguo wa chini, hakuna maswali, zamu yake (Chanzo) imeunganishwa chini na tunaweza kutumia voltage kwa usalama kwenye lango la transistor ya chini inayohusiana na ardhi. Katika kesi ya transistor ya juu, mambo ni ngumu zaidi, kwani voltage kwenye chanzo chake (Chanzo) inabadilika kwa heshima na ardhi.

Itaeleza. Hebu fikiria kwamba transistor ya juu imefunguliwa, sasa inapita ndani yake. Katika hali hii, voltage ndogo ya kutosha huanguka kwenye transistor na tunaweza kusema kwamba voltage kwenye Chanzo cha chanzo cha transistor ya juu ni karibu sawa na voltage ya usambazaji wa magari. Kwa njia, ili kuweka transistor ya juu wazi, unahitaji kutumia voltage kwenye lango lake, voltage kwenye chanzo chake (Chanzo) ni ya juu, yaani, voltage ya ugavi wa magari ni ya juu.

Ikiwa transistor ya juu imefungwa na transistor ya chini imefunguliwa, basi voltage kwenye chanzo (Chanzo) cha transistor ya juu hufikia karibu sifuri.

Dereva wa ufunguo wa juu hutoa voltage inayohitajika kwa lango la transistor ya athari ya shamba kuhusiana na vyanzo vyake (Chanzo), na kuhakikisha kizazi cha voltage kubwa kuliko voltage ya ugavi wa magari ili kuendesha transistor. Hii, na zaidi, ndivyo madereva muhimu ya MOSFET hufanya.

Uchaguzi wa madereva na anuwai

Aina ya madereva ni kubwa kabisa. Tunavutiwa na madereva ambayo yana pembejeo mbili za funguo za juu na za chini (madereva ya juu na ya chini). Kwa mfano: IR2101, IR2010, IR2106, IR21064, IR2181, IR2110, IR2113 nk Ni muhimu kulipa kipaumbele kwa parameter vgs transistors yako. Madereva mengi yameundwa kwa ajili ya Vgs=20V. Ikiwa a vgs transistors ni chini ya voltage ya pato la madereva, kwa mfano vgs transistor = 5V, basi madereva yenye voltage ya pato ya 20V itazima transistors vile.

Madereva mengi yanaendeshwa na 10-20V na ishara za pembejeo za usaidizi wa viwango mbalimbali -3.3V, 5V, 15V.

Kuna madereva kwa mizunguko ya daraja la awamu tatu, kwa mfano:
IR3230, IRS2334, IRS2334, IR21363, IR21364, IR21365, IR21368, IRS2336, IRS23364D, IRS2336D, IRS26310DJ, IR2130, IR2131, IR2132, IR2133, IR2135, IR2136, IRS2330, IRS2330D, IRS2332, IRS2332D, IR2233, IR2235, IR2238Q, IRS26302DJ .
Madereva muhimu kama hayo yanaweza kuwa chaguo la kufaa zaidi. Kwa kuongeza, baadhi ya madereva ya awamu ya tatu wana kipengele cha ziada ili kuhakikisha kwamba funguo zinalindwa kutoka kwa sasa nyingi, nk. Mfululizo wa kuvutia wa madereva IRS233x(D). Inatoa ulinzi mbalimbali, ikiwa ni pamoja na ulinzi hasi wa mawimbi, ulinzi wa mzunguko mfupi, ulinzi wa mzigo kupita kiasi, ulinzi wa basi chini ya voltage, ulinzi wa voltage ya chini ya voltage na ulinzi wa kuvuka.

Moja ya viashiria muhimu zaidi vya madereva ni kiwango cha juu cha pato la sasa. Kwa kawaida 200mA hadi 4000mA. Inaweza kuonekana kuwa amps 4 ni nyingi sana. Lakini kila kitu kinaamuliwa na calculator. Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, kasi ya kubadili ufunguo ni jambo muhimu sana. Nguvu zaidi ya dereva, muda mdogo hutumiwa kubadili funguo. Unaweza kuhesabu takriban wakati muhimu wa kubadili ukitumia fomula:

tani = Qg*(Rh+R+Rg)/U

Wapi:
Qg- malipo kamili ya lango la transistor ya athari ya shamba;
Rh ni upinzani wa ndani wa dereva. Imekokotwa kama U/Imax, ambapo U ni volti ya usambazaji wa kiendeshi, Imax ndiyo kiwango cha juu cha pato la sasa. Kumbuka kwamba kiwango cha juu cha sasa cha pato kinaweza kuwa tofauti kwa transistors ya juu na ya chini;
R ni upinzani wa kupinga katika mzunguko wa lango;
Rg ni upinzani wa lango la ndani la transistor;
U- voltage ya usambazaji wa dereva.

Kwa mfano, ikiwa tunatumia transistor irfp4468pbf na dereva IR2101 na kiwango cha juu cha sasa cha 200mA. Na katika mzunguko wa lango, kupinga ni 20 ohms, basi wakati wa kubadili transistor:

540*(12/0.2 + 20 + 0.8)/12 = 3636 nC

Kubadilisha dereva na IR2010, na kiwango cha juu cha sasa cha 3A, na kontakt katika mzunguko wa lango la ohms 2, tunapata wakati wa kubadili ufuatao:

540*(12/3+2+0.8)/12 = 306 nS

Hiyo ni, na dereva mpya, wakati wa kubadili umepunguzwa kwa zaidi ya mara 10. Hivyo hasara za mafuta kwenye transistors zitapungua kwa kiasi kikubwa.

Uhesabuji wa resistors katika mzunguko wa lango

Nilijifanyia sheria ifuatayo: upinzani wa kupinga katika mzunguko wa lango la transistor ya athari ya shamba lazima iwe chini ya upinzani wa ndani wa dereva, umegawanywa na 3 Kwa mfano, dereva. IR2101 inayotumiwa na voltage ya 12V, kiwango cha juu cha sasa ni 0.25A. Upinzani wake wa ndani: 12V / 0.25 = 48 ohms. Katika kesi hiyo, kupinga katika mzunguko wa lango la transistor ya athari ya shamba lazima iwe kubwa kuliko 48/3 = 16 ohm. Ikiwa wakati wa kubadili transistors na vipinga vilivyochaguliwa sio vya kuridhisha, dereva mwenye nguvu zaidi anapaswa kuchaguliwa.

Siwezi kuiita mbinu hii bora, lakini imejaribiwa katika mazoezi. Ikiwa mtu yeyote anaweza kutoa mwanga juu ya hili, ningeshukuru.

Wakati mwingine diode iliyo na au bila kupinga huongezwa kwenye mzunguko wa lango la transistor.

Kwa kuwa katika hali nyingi transistors za nguvu hufanya kazi na mzigo wa inductive, diode za kinga lazima zitumike. Ikiwa hazipo, basi wakati transistor imezimwa kutokana na muda mfupi kwenye inductances (motor windings), overvoltage itatokea, ambayo mara nyingi huvunja kupitia transistor na kuizima.

Transistors nyingi za nguvu tayari zina diode za ulinzi wa ndani na hakuna haja ya kutumia diode za nje. Lakini usisahau kuangalia hii katika nyaraka za transistor.

Wakati wa Kufa

Kubadilisha hali ya swichi za nguvu katika mtawala wa motor ya awamu ya tatu isiyo na brashi hufanywa kwa mlolongo ufuatao:

• kuzima ufunguo unaohitaji kuzimwa;
• tunasubiri kwa muda (Dead-Time) mpaka transistor itafunga (tulihesabu takriban muda wa kubadili transistor mapema), na muda mfupi unaohusishwa na kubadili utaisha;
• washa kitufe kinachohitaji kuwashwa.

Madereva yote ya juu na ya chini ya kubadili yana ucheleweshaji kati ya ishara za pato ili kuzuia transistors zote kutoka kufungua kwa wakati mmoja (tazama :). Lakini ucheleweshaji huu ni mfupi sana. Viendeshi vingine vya juu na chini vina halisi Wakati wa Kufa. Lakini kwa upande wetu, hii haitasaidia kabisa, kwa sababu ikiwa tunakumbuka jinsi funguo zinavyobadilishwa (tazama :), basi tutaona kwamba hakuna hali wakati funguo za mabadiliko ya bega moja zinasema. Kwa hivyo simamia Wakati wa Kufa lazima microcontroller. Isipokuwa inaweza tu wakati unatumia dereva maalum wa awamu ya tatu ambayo inadhibiti funguo zote sita na ina halisi Wakati wa Kufa.

Sensorer za sasa

Kijadi, shunt hutumiwa kama sensor ya sasa. Kujua upinzani wake, pima voltage juu yake na uhesabu sasa. Lakini kwa mifumo yenye nguvu, matumizi ya shunt sio haki ya kiufundi kila wakati kwa sababu ya upotezaji mkubwa wa joto juu yake. Sensorer za sasa za athari ya ukumbi zina upinzani wa sufuri, kwa hivyo hazipati joto. Kwa kuongezea, kama sheria, ugavi wa nguvu na kiwango cha ishara ya pato la sensorer kama hizo ziko kwenye safu ya 5V, ambayo ni rahisi sana kwa kutekeleza kidhibiti kwenye vidhibiti vidogo. Hivi sasa, sensorer za sasa za kampuni ni maarufu sana. Allegro MicroSystems, kwa mfano mfululizo ACS71X, ACS75X.

Mbali na kipimo cha kawaida cha kiwango cha sasa na microcontroller, ni busara kuunda mzunguko wa ulinzi wa vifaa dhidi ya kuzidi kiwango muhimu cha sasa. Kidhibiti kidogo huchukua muda kupima kiwango cha sasa. Kwa kuongeza, sasa inapimwa mara kwa mara baada ya muda fulani. Ucheleweshaji huo, pamoja na makosa ya programu iwezekanavyo, inaweza kuunda hali ambapo sasa muhimu ina muda wa kuzima kifaa hata kabla ya wakati wa kipimo kinachofuata. Mzunguko lazima uzima swichi za nguvu wakati sasa inazidi thamani muhimu, bila kujali uendeshaji wa microcontroller. Ili kutekeleza mzunguko huo, kulinganisha hutumiwa kawaida, pembejeo ambayo inalishwa ishara kutoka kwa sensor ya sasa na ishara ya kumbukumbu. Wakati sasa inaruhusiwa inapozidi, kilinganishi kinasababishwa. Pato la kulinganisha linatumika kama ishara tofauti katika mizunguko ya mantiki, funguo huzimwa wakati wa dharura. Utekelezaji huu una ucheleweshaji mdogo zaidi.