Bootstrap kondensator i et halvbro styrekredsløb

Integrerede kredsløb - halvbrodrivere, som for eksempel IR2153 eller IR2110, involverer inkluderingen i det generelle kredsløb af en såkaldt bootstrap (separeret) kondensator til uafhængig strømforsyning til det øverste nøglekontrolkredsløb.

Mens bundtasten er åben og leder strøm, forbindes bootstrap-kondensatoren gennem denne åbne bundtast til den negative strømbuss, og på dette tidspunkt kan den modtage opladning gennem bootstrap-dioden direkte fra driverens strømkilde.

Når den nederste nøgle er lukket, stopper bootstrap-dioden med at levere ladning til bootstrap-kondensatoren, da kondensatoren er frakoblet fra den negative bus på det samme øjeblik, og nu kan fungere som en flydende strømkilde for portkontrolkredsløbet på den øverste halvbro-nøgle.

En sådan løsning er berettiget, fordi den strøm, der ofte kræves til nøglestyring, er relativt lille, og den forbrugte energi simpelthen kan genopfyldes fra førerens lavspændingsforsyning direkte under driften af ​​strømforsyningen. Et slående eksempel er det lavfrekvente trin i næsten enhver laveffektomformer 12-220.

Hvad angår kapaciteten til bootstrap-kondensatoren, skal den hverken være for stor (for at være i stand til at genoplades helt i tide, mens den nederste nøgle er åben) og ikke for lille til ikke kun at aflade på kredsløbselementerne forud for tiden, men også være i stand til konstant at holde en tilstrækkelig mængde opladning uden et mærkbart spændingsfald, så denne opladning er mere end nok til den øverste nøglekontrolcyklus.

Derfor beregnes følgende væsentlige parametre, når man beregner minimumkapacitansen for en bootstrap-kondensator: portladningen for den øverste nøgle Qg, strømforbruget i udgangstrinnet for mikrokredsløbet i den statiske tilstand Er, og spændingsfaldet over bootstrap-dioden Vbd.

Det aktuelle forbrug af udgangstrinnet for mikrokredsløbet kan tages med en margen på Is = 1 mA, og spændingsfaldet over dioden skal tages lig med Vbd = 0,7V. Hvad angår kondensatortypen, skal det være en kondensator med en minimal lækstrøm, ellers skal kondensatorens lækstrøm også tages i betragtning. En tantalkondensator er velegnet til bootstrap-rollen, da kondensatorer af denne type har den mindste lækstrøm fra andre elektrolytiske modstykker.

Beregningseksempel

Antag, at vi er nødt til at vælge en bootstrap-kondensator til at drive det øverste nøglekontrolkredsløb for en halvbro, der er samlet på IRF830-transistorer og fungerer ved en frekvens på 50 kHz, og portkontakten til den øverste nøgle (styrespændingen, der tager højde for spændingsfaldet over dioden, vil være 11,3 V) ved denne spænding 30 nC (fuld gate-ladning Qg bestemmes af databladet).

Lad spændingen ripple på bootstrap kondensatoren ikke overstige dU = 10 mV. Dette betyder, at den største tilladte spændingsvariation på bootstrap-kondensatoren i en cyklus af halvbro-operationen skal bringes af to hovedforbrugere: selve mikrokredsløbet og porten til feltstangen, der styres af den. Derefter genoplades kondensatoren gennem dioden.

Udviklingscyklussen for mikrokredsløbet varer 1/50000 sekunder, hvilket betyder, at når forbrugt i statisk tilstand 1 mA, vil ladningen, der spredes af mikrokredsløbet, være lig med

Q-mikrokredsløb = 0,001 / 50000 = 20 nC.

Q-gate = 30 nC.

Når disse ladninger returneres, bør spændingen over kondensatoren ikke ændre sig med mere end 0,010 mV. Derefter:

SB * dU = Q-mikrokredsløb + Q-gate.

Nulstil = (Q-kredsløb + Q-gate) / dU.

For vores eksempel:

Cbt = 60 nl / 0.010V = 6000 nF = 6,0 uF.

Vi vælger en kondensator med en kapacitet på 10 mikrofarader 16 V, tantal. Nogle udviklere anbefaler at multiplicere kondensatorens mindste kapacitet med 5-15, helt sikkert.Hvad angår bootstrap-dioden, skal den være hurtigtvirkende og modstå den maksimale spænding for strømdelen af ​​halvbroen som omvendt.

Comments

[#1 yuyuyu]

Kontroller typen af ​​ledningsevne for transistorer, skal være omvendt. Jury