Файл: Метпроект1_110к2005.doc

Драйверы серии IHD должны быть расположены как можно ближе к силовым транзисторам. Соединения, ведущие к транзисторам, должны быть как можно короче. Они могут быть длиной до 10 см в зависимости от тока затвора и скорости переключения. Напротив, питающие провода могут быть приблизительно 25 см в длину (см. рис.2.3.5.7). Монтаж должен осуществляться с учетом всех вышеперечисленных требований. При таком включении вывод E1 (E2) не задействован и ни в коем случае не должен быть связан с COM1 (COM2).

2.3.5.5.Расчет элементов схемы

Конденсатор времени реакции:

Vcc – напряжение питания

Vref – величина опорного напряжения

ta – время полного отпирания силового транзистора

Конденсатор времени задержки:

При ±15В

Униполярное управление при 0/+15В

2.3.5.6.Пример расчёта электрической принципиальной схемы рум

Электрическая принципиальная схема РУМ приведена на рис. 2.3.5.8.

Конденсатор времени реакции определяет задержку, которая требуется силовому транзистору для полного отпирания:

, (2.3.5.1)

где

нс – время отпирания транзистора;

1500 Ом – величина интегрированного в драйвер сопротивления;

В - напряжение питания;

В – величина опорного напряжения, выбирается исходя из напряжения питания ДПТ, задаётся стабилитроном.

Тогда пФ.

Требованиям удовлетворяют:

С8, С9, С10, С11 типа К10-17-1-47пФ±10%;

VD1, VD2, VD27, VD28 типа BZX84B27-27В.

Номинал конденсатора времени блокирования рекомендуется принять 470 нФ. Этому требованию удовлетворяет: С4, С6, С12, С14 типа КМ5-Н30-0,47мкФ±10%

Гасящий резистор рекомендуется принять 68 Ом:R5, R7, R13, R15 типа С2-33-0,125-68Ом±5%.

Стабилитроны, защищающие затвор от перенапряжения рассчитаны на напряжение не менее 15 В: VD7, VD8, VD11, VD12, VD19, VD20, VD23, VD24 типа SHZC15-15В.

Рекомендуются следующие резисторы и диоды, гарантирующие одинаковую скорость переключения:

R6, R8, R9, R10, R11, R12, R14, R16 типа С2-33-0,125-10Ом±5%;

VD6, VD10, VD18, VD22 типа SB140.

Для подавления скачков напряжения при “пуске” необходимо включить стабилитрон на 16 В и 1,3 Вт между выводами COMx и CSx: VD3, VD4, VD25, VD26 типа BZX85C16B-16В-1,3Вт.

Номинал блокировочных конденсаторов Cs рекомендуется принять 100 мкФ: С5, С7, С13, С15 типа К52-8-25В-100мкФ±10%.

Ёмкость конденсатора, включённого между выводами питания должна быть не менее суммы ёмкостей С5 и С7: С3, С18 типа К50-19-80В-250мкФ±10%.

В качестве измерительных диодов используются VD5, VD9, VD13, VD14, VD15, VD16, VD17, VD21.

Во входной цепи драйвера необходимо использовать понижающий резистор:

, (2.3.5.2)

где

В - уровень напряжения ШИМ;

В – уровень входного напряжения драйвера;

мА – уровень входного тока драйвера.

Тогда Ом.

R1, R2, R17, R18 типа С2-33-0,125-30Ом±5%.

Рекомендуется параллельное включение с понижающим резистором RC-цепи:

R3, R4, R19, R20 типа С2-33-0,125-470Ом±5%;

С1, С2, С16, С17 типа К10-17-1-220пФ±10%.

2.3.5.7.Расчёт охладителей дляIgbt-модулей

Мощность, рассеиваемая силовыми транзисторами:

, (2.3.5.3)

где- максимальный коэффициент заполнения;

В – напряжение питания двигателя;

В – напряжение между коллектором и эмиттером насыщенного транзистора;

нс – время переключения;

Гц – частота следования импульсов;

А – пусковой ток двигателя;

- скважность реверса.

, (2.3.5.4)

где с – время реверса;

Гц – максимальная частота реверса.

Тогда Вт.

Фирма SEMIKRON изготавливает для IGBT-модулей охладители, параметры которых приведены в таблице 2.3.5.1.:

Таблица 2.3.5.1.

Тип	Тепловое	Рассеиваемая	Масса
	сопротивление, Rпк (С/Вт)	мощность, Р (Вт)	m (г)
К 0,55-М12	0.62	100	2000
K 0,55-M16	0.57	100	2000
K 0,55-M24	0.55	100	2000
K 1,1-M8	1.3	50	700
K 1,1-M12	1.2	50	700
K 1,1-M16	1.1	50	700
K 3-M5	4	15	200
K 3-M6	3.5	15	200
K 3-M8	3.25	15	200
K 3-M12	3.1	15	200
K 5-M5	6	10	100
K 5-M6	5.5	10	100
K 5-M8	5.25	10	100
K 9-M5	10	5	50
K 9-M6	9.5	5	50

Чертежи общего вида охладителей приведены в Приложении 7-11.

Зависимости теплового сопротивления от рассеиваемой мощности для данных охладителей приведены на рис.2.3.5.8.

Для наших модулей подходит охладитель К3-М8 с рассеиваемой мощностью 15 Вт.

2.3.6 Расчет элементов схемы шим и усо

2.3.6.1.Выбор элементной базы

Перед выбором элементной базы следует окончательно определить функциональный состав схемы. Поскольку разработанная электрическая функциональная схема УРЧВ однозначно определяет состав ШИМ, то следует оценить, на какой элементной базе по возможности полностью можно реализовать функциональную схему устройства, узла и т.п.

Например, анализ функциональных схем ШИМ на рис.2.2.1-2.2.3 показывает, что все узлы этих схем, а тем более и схемы УСО, наиболее просто могут быть реализованы на интегральных операционных усилителях, интегральных таймерах и интегральных логических элементах.

При выборе типа операционного усилителя необходимо принимать во внимание такие важнейшие показатели интегральных схем, как номинал напряжения питания, входное сопротивление, дрейф нуля, смещение нуля, коэффициент усиления с разомкнутой цепью обратной связи, частотные свойства, диапазон рабочих температур, стоимость.

Так как элементы схемы ШИМ включены в прямую ветвь замкнутой системы автоматического регулирования с глубокой отрицательной обратной связью, то требования к точности элементов схемы в таких системах значительно ниже, чем в разомкнутых.

В связи с этим в качестве элементной базы для схемы ШИМ и УСО могут быть приняты интегральные операционные усилители (ОУ) общего применения. Среди них наиболее предпочтительными являются ОУ с внутренней коррекцией, поскольку они не требуют для нормальной работы дополнительных навесных элементов.

На рис.2.3.6.1 представлен один из возможных вариантов схемы УСО и ШИМ, построенной на интегральных ОУ типа К140УД6.