Драйвер трьохфазного моста

На рисунку 7 приведена схема підключення драйвера трьохфазного моста IR213* з використанням функції захисту від перевантаження. Для цієї мети використовується вхід ITR. Напруга спрацьовування захисту — 500 мВ. Для вимірювання повного струму моста в емітерах встановлений резистор RSENSE, номінал якого разом з дільником R2, R3 визначає струм захисту.

Рисунок 7. – Схема включення IR2130

Драйвер IR2130 забезпечує управління MOSFET і IGBT транзисторами при напрузі до 600 В, має захист від перевантаження по струму і від зниження живлячих напруг. Схема захисту містить польовий транзистор з відкритим стоком для індикації несправності (FAULT). Він також має вбудований підсилювач струму навантаження, що дозволяє виробляти контрольні сигнали і сигнали зворотного зв'язку. Драйвер формує час затримки (tdt — deadtime) між включенням транзисторів верхнього і нижнього плеча для виключення крізних струмів. Цей час складає від 0,2 до 2 мкс для різних модифікацій.

Для правильного використовування вказаної мікросхеми і створення на її основі надійних схем треба враховувати декілька нюансів.

Особливістю драйверів IR213* є відсутність функції обмеження напруги на затворі при КЗ. З цієї причини постійна часу ланцюжка R1C1, призначеного для затримки включення захисту, не повинна перевищувати 1 мкс. Розробник повинен знати, що відключення моста відбудеться через 1 мкс після виникнення КЗ, внаслідок чого струм (особливо при активному навантаженні) може перевищити розрахункове значення. Для скидання захисту необхідно відключити живлення драйвера або подати на входи нижнього рівня замикаючу напругу (високого рівня). Відзначимо також, що серед мікросхем даної серії є драйвер IR2137, в якому передбачений захист по напрузі насичення верхніх транзисторів і формується необхідний час затримки спрацьовування цього захисту. Такий захист дуже важливий для драйверів, що управляють трифазними мостовими схемами, оскільки при виникненні пробою на корпус струм КЗ тече, минувши вимірювальний резистор RSENSE. У цій мікросхемі передбачене роздільне підключення резисторів затвора для включення, відключення і аварійного виключення, що дозволяє реалізувати якнайповніші всі динамічні особливості транзисторів з ізольованим затвором.

Струм включення/виключення для IR213* складає 200/420 мА (120/250 мА для IR2136). Це необхідне враховувати при виборі силових транзисторів і резисторів затвора для них. У параметрах на транзистор указується величина заряду затвора (звично в нК), яка визначає при даному струмі час включення/виключення транзистора. Тривалість перехідних процесів, пов'язаних з перемиканням, повинна бути менше часу затримки tdt, формованого драйвером. Застосування могутніх транзисторів може також привести до помилкового відкриття і виникнення крізного струму через ефект Міллера. Зменшення резистора затвора або використовування резисторів затвора, роздільних для процесів включення і виключення, не завжди вирішує проблему унаслідок недостатнього струму виключення самого драйвера. В цьому випадку необхідне використовування буферних підсилювачів.

Перевагою мікросхем виробництва International Rectifier є те, що ці пристрої здатні витримувати високі перепади напруги між вхідною і вихідною частиною. Для драйверів серії IR21** ця напруга складає 500–600 В, що дозволяє управляти транзисторами в напівмостових і мостових схемах при живленні від випрямленої промислової напруги 220 В без гальванічної розв'язки. Для управління транзисторами в схемах, розрахованих на живлення від випрямленої напруги 380 В, International Rectifier випускає драйвери серії IR22**. Ці мікросхеми працюють при напрузі вихідної частини до 1200 В. Все драйвери International Rectifier витримують фронти наведеної напруги до 50 В/нс. Цей параметр називається dv/dt immune. Він свідчить про високу стійкість до режиму защипування, який представляє виняткову небезпеку для імпульсних високовольтних схем.