Принципы построения инверторов (преобразователей)

[Starichok]

"мёртвое время" и линейный режим - независимые вещи.

мёртвое время и нужно для того, чтобы надежно перекрыть время нахождения ключа в линейном режиме.

другой (противоположный) ключ следует включать только после того, как в данном ключе закончился линейный режим.

кстати, еще замечу, что диоды тоже относятся к ключам, поскольку у них тоже два состояния: открыт или закрыт.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Serg SP]

Мертвоё время есть во всех двухтактных шим контроллерах, в некоторых больше, в некоторых меньше (как правило, зависит от соотношения задающих частоту ёмкости и резистора). При частотах работы 40 - 50 кГц (что в большинстве случаев используется как любителями, так и в профессиональных ИИП), желательно, чтобы мёртвое время было не менее 1.5 мкС. Дальнейшее объяснит картинка.

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Serg SP

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Seriyvolk]

падение напряжения на транзисторе, помноженное на ток через него - сводятся к некоему мизеру, для чего и необязательно ставить даже минимальный теплоотвод. Всё верно?

Верно, только не всегда этот мизер такой уж и мизерный

А вот теперь, правильно ли я понял: - ёмкость затвора НЕ позволяет мгновенно переключать наш КЛЮЧ из закрытого состояния в открытое и, соответственно наоборот... И, что именно в момент зарядки-разрядки ёмкости затвора наступает этот самый "ЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ"?

Всё верно, линейный, только этот режим принято называть переходным, поскольку длится он совсем недолго, по сравнению с самим импульсом. Линейный режим ключа наступает при напряжении на затворе (токе в базе), недостаточном для полного его отпирания. Это приводит к значительному тепловыделению на ключе в очень короткий момент, и, как правило, к его отказу.

А, про "дед-тайм" - "мётрвое время"... последовательность задающих-переключающих плечи импульсов... с некоторой задержкой. Длительность коей - и есть время того самого "линейного режима"

Введение мёртвого времени обосновано тем, что ключи имеют разное время включения и выключения. Все ключи включаются быстрее, нежели выключаются. Вот мёртвое время как раз и нужно для того, чтоб открывать один транзистор только тогда, когда уже успел закрыться другой, в противоположном плече. Иначе случится, что два противоположных ключа будут открыты единовременно, что приведёт к короткому замыканию источника первичного питания через их низкое внутреннее сопротивление в открытом состоянии. Такая ситуация называется "сквозняком", и тоже является потенциально опасной для ключей.

желательно, чтобы мёртвое время было не менее 1.5 мкС.

И зачем так много?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Starichok]

это можно назвать устаревшей нормой. некоторые современные контроллеры могут обеспечить 100-120 нс.

большой дэд тайм нужен для биполярных транзисторов. даже у современных мощных биполяров время рассасывания заряда составляет 2,5-3 мкс.

[Seriyvolk]

@Starichok, IGBT тоже биполяр. Их туда-же?

[Крашер]

Господа, реально, всем вам огромное спасибо. Но, возник вопрос, прямо проистекающий из Ваших пояснений. Если брать ключи с ...достаточно большой ёмкостью затвора - то при условии, что управляющее устройство /компаратор или там ещё какой драйвер/ - мгновенно переключает "верхнее плечо" на закрытие, а нижнее - на открытие... У ключей - своеобразный "гистерезис", верхний - не успевает закрыться мгновенно, нижний - открыться мгновенно. О каком "сквозном" токе может идти речь? Единственное, что как-то поясняет:

... что ключи имеют разное время включения и выключения.

А, с другой стороны, все гонятся за ключами с минимальной ёмкостью затвора. Странно.

[Starichok]

Seriyvolk, я не смотрел ДШ на ижбт, но знаю, что их частотные свойства много хуже, чем у полевых.

Крашер, эта гонка за максимально быстрым переключением вызвана снижением динамических потерь, когда ключ находится в линейном режиме.

и мгновенного переключения быть не может. деление на нулевое время дает бесконечное значение тока.

[Seriyvolk]

А, с другой стороны, все гонятся за ключами с минимальной ёмкостью затвора. Странно.

Ничего странного. При прочих равных таким ключом может управлять более слабый драйвер. Либо, при том-же драйвере снизятся динамические потери, как было замечено выше.

[Крашер]

... что диоды тоже относятся к ключам, поскольку у них тоже два состояния: открыт или закрыт.

Про диоды я ещё раньше слышал, что в некоторых безысходных ситуациях их можно было использовать как некое подобие варикапа. То-есть, чем больше приложенное к нему обратное напряжение - тем больше его "ёмкость"... Заряд там или ещё что... Но, с ВЧ техникой в таком варианте - знакомлюсь впервые и, про диоды Шоттки - не понимаю, кроме "скорострельности" какие у них ещё достоинства?

при том-же драйвере снизятся динамические потери, как было замечено выше.

А, эти динамические потери, что именно в себя включают? Ток, который протекает через недооткрывшийся-недозакрывшийся ключ, или усилие, с которым надо совершить переключение?

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Крашер

[Seriyvolk]

Ток, который протекает через недооткрывшийся-недозакрывшийся ключ ...?

Именно.

про диоды Шоттки - не понимаю, кроме "скорострельности" какие у них ещё достоинства?

Отсутствует ток обратного восстановления, принципиально. Быстродействие диода ограничено только его ёмкостью. И ещё ДШ имеет очень малое падение на переходе.

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Seriyvolk

[Serg SP]

Как уже было подчёркнуто, жыбытята переключаются, как правило, помедленнее мосфетов, есть у них такое неприятное явление, как "токовый хвост" при выключении. Поэтому в мощных приложениях, где рулят IGBT, мёртвое время принудительно ограничивают на уровне не менее 1.5 - 2 мкС.

Но давайте абстрагируемся от типа ключа и посмотрим, что же нам уготовили разработчики шим контроллеров. Возьмём так многими любимый 494-й. Максимальный рабочий цикл для каждого выхода 45 %, что при частоте 50 кГц даёт 1 мкС мёртвого времени в каждом полупериоде. Такие дела.

[Seriyvolk]

 @Serg SP, а может хватит некрофилии? на 494 свет клином не сошёлся... И, кстати, заточена она под биполяры. 

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Seriyvolk

[Starichok]

И, кстати, заточена она под биполяры.

Seriyvolk, и ты можешь показать схему, где она напрямую управляем мощными биполярами? с током базы Ампер и более...

[Serg SP]

Монстрячит на ней народ с драйверами и на полевиках источники.

Seriyvolk, а перед передачей своему другу своего девайса не снял осцилки по обоим каналам? Интересно, какое мёртвое время было у контроллера 2825.

[Seriyvolk]

Снять не снял, но где-то на работе валялась тестовая макетка. Если интересно - могу уточнить, вот только получится нескоро, наверное.

@Starichok, напрямую - не видел. Но управляет же. Как-бы и огроменный ДТ за себя говорит.

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Seriyvolk

[Starichok]

тогда другой вопрос, а сколько ты смог бы получить от биполяров при выходном токе м/с 200 мА?

[Serg SP]

Вот смотрю в даташит 2153. ДТ около 1.2 мкС. И управляет вроде как не биполярами, и совсем древней её не назовёшь...

[Крашер]

про диоды Шоттки - не понимаю, кроме "скорострельности" какие у них ещё достоинства?

Отсутствует ток обратного восстановления, принципиально. Быстродействие диода ограничено только его ёмкостью. И ещё ДШ имеет очень малое падение на переходе.

Можно чуточку ..."для дебилоффф" - если к диоду Шоттки приложено обратное напряжение, то для его открывания/при смене полярности приложенного напряжения/ требуется лишь - ВНИМАНИЕ! время, в течение которого достигается потенциал, достаточный, чтоб открылся прямой переход? (то-есть, "остаточную ёмкость" обратнозаряженного P-N перехода разряжать и перезаряжать не требуется?)

А, насчёт малого падения на переходе - я ещё в 1990-х годах практиковал стабилизаторы с падением напряжения менее чем пол-Вольта. Давеча, на рынке - микросхемные стабилизаторы с разностью "вход-выход" - 0,16 Вольта... и со стабилизацией от 0,7 Вольт .

Изменено 21 апреля, 2012 пользователем Крашер

[Seriyvolk]

тогда другой вопрос, а сколько ты смог бы получить от биполяров при выходном токе м/с 200 мА?

А хрен его знает, что у ключевых с усилением... Если 30 h_21э будет, то...

Вот смотрю в даташит 2153. ДТ около 1.2 мкС ... и совсем древней её не назовёшь...

Ну да, лет 8 не срок... А сама микра изначально для чего была, в курсе?

@Крашер, хватит лениться, иногда нужно и поиском пользоваться. Вопросов уж точно меньше будет. Вот.

[Starichok]

А хрен его знает, что у ключевых с усилением...

для надежного получения насыщения ток базы должен составлять 0,1-0,2 от тока коллектора.

и по фигу усиление в линейном режиме. посмотри в ДШ режим насыщения.

[Serg SP]

Вот смотрю в даташит 2153...

Ну да, лет 8 не срок... А сама микра изначально для чего была, в курсе?

3825 подревнее будет. Ещё в прошлом веке разработана и иип на ней начали строить тогда же. Изначальное предназначение 2153 известно, только какое это имеет отношение к сути вопроса? Таймер 555 + двухтактный драйвер - ничего хитрого. Вопрос: если в полумосте всё так хорошо и весело переключается, зачем производитель сделал принудительно такой большой дт?

Согласен, что при использовании мосфетов дт можно до 0.5 мкС снижать. При использовании IGBT менее 1 мкС дт сильно снизит надёжность работы схемы. Это скажут на любом форуме по мощным приложениям иип (сварочным инверторам, например).

[Seriyvolk]

зачем производитель сделал принудительно такой большой дт?

Бо выходы у микры совсем хиленькие. Кстати, 2153 есть и с ДТ 0.5 или 0.8 мкСек, не помню точно.

При использовании IGBT менее 1 мкС дт сильно снизит надёжность работы схемы.

ИЖ-и - отдельная песня, у них ещё колебания тока коллектора, после закрытия. Феты свободны от этих недостатков.

[Darlington]

@Seriyvolk, для чего изначально предназначалась 2153??? аж слюнки текут, узнать хочу

[Serg SP]

Я, конечно, не Seriyvolk, но могу открыть этот страшный тайна

2153 была изначально спроектирована для построения электронных балластов в лампах дневного света. Генератор + драйвер верхнего и нижнего ключа в одном флаконе. Ничего съедобного, так что слюнки текут напрасно

[Крашер]

нехорошо видеть лишь то, что хочется видеть...

Таким Макаром и сами заблуждаемся и других вводим в заблуждение. 2153 всё-же чуток более универсальна. И, разрабатывалась не под ЛДС...

Изменено 30 апреля, 2012 пользователем Крашер