Трансформаторы управления базой и затвором

Комплектующие, радиокомпоненты / Электрика, электроника / Трансформаторы, индуктивности
Alexsandrs
1 341
3-12-2017, 22:12
0

Трансформаторы управления затвором или базой предназначены для обеспечения изоляции между секцией схемы управления и "плавающим" ключом. Их конструкция сравнительно проста, но важна для надежного функционирования импульсного источника питания.

Есть несколько важных факторов, которые следует учитывать в процессе проектировании трансформатора управления затвором или базой:

1. Диэлектрическая изоляция трансформатора должна быть способна, по меньшей мере, выдержать двойное входное напряжение. Хотя такой трансформатор и не испытывается под высоким напряжением, пробой его изоляции приведет к катастрофическому сбою в схеме управления в случае отказа ключа.

2. Обычно коэффициент трансформации составляет 1:1, однако при использовании других коэффициентов трансформации выходное напряжение не должно привести к отказу ключа из-за лавинного пробоя.

3. Следует использовать такие методики намотки проволоки, которые обеспечивают хорошее взаимодействие первичной и вторичной обмоток. Любые ухудшения в этом взаимодеиствии приводит к тому, что изолированные ключи переключаются медленнее, чем заземленные.

Проектирование трансформатора управления затвором или базой подобно проектированию прямоходового силового трансформатора. Для униполярных драйверов (рис. 3.23, а) между ними и трансформатором следует использовать конденсаторы связи, и такой же конденсатор — на выходе, между трансформатором и ключом. Конденсаторы связи должны иметь по меньшей мере в 10 раз большую емкость, чем емкость между затвором и истоком выбранного МОП-транзистора. Это связано с тем, что указанные конденсаторы формируют емкостный делитель напряжения с конденсатором между затвором и истоком и будут понижать напряжение управления затвором. Для выходов биполярных драйверов (рис. 3.23, б) входной конденсатор связи можно не применять.

Рис. 3.23. Примеры трансформаторов, взаимодействующих с драйверами базы и затвора: а — схема драйвера одного МОП-транзистора; 6 — драйвер двух МОП-транзисторов

Для того чтобы сделать напряжение управления опорным для общего ключа, вслед за выходным конденсатором связи необходимо разместить схему восстановления постоянной составляющей. Напряжение питания драйвера должно быть хорошо шунтировано, чтобы его напряжение не "провисало" на протяжении управляющего импульса.

Помните, что прямоходовый трансформатор переносит полное сопротивление с одной стороны на другую. Это означает, что если драйверы на стороне первичной обмотки однотактные (активное включение, пассивное выключение), то ключ по- прежнему будет размыкаться медленно. Если же для управления первичной обмоткой используются выходные двухтактные каскады, то ключ будет реагировать быстрее.

Для управляющего трансформатора можно использовать ферритовый кольцевой сердечник или Ш-образный сердечник. Не требуется никакого зазора, поскольку входной конденсатор связи гарантирует, что сердечник будет работать как биполярный. Для этой цели подходит также сердечник с высокой магнитной проницаемостью. Выбранный для использования провод должен находиться в диапазоне от #32 по #36 (стандарт AWG). Размер сердечника составит примерно 10-15 мм.

Значение В_тах должно быть равно примерно половине магнитной индукции насыщения B_sat при 100°С. Вполне подойдет значение 5_П1ах в пределах от 0,18 до 0,25 Тл. Для определения числа витков первичной обмотки используются формулы (3.34а) и (3.346).

где А_с измеряется в м², а В,_шх — в теслах (Тл).

Все дробные значения числа витков следует округлять вверх до ближайшего целого. Далее для определения количества витков вторичной обмотки умножаем округленное значение N_pr\ на желаемый коэффициент трансформации. Типичный трансформатор для мощных полевых МОП-транзисторов имеет коэффициент трансформации 1:1, а для мощного биполярного транзистора коэффициент может быть ниже.

Для входных переменных напряжений более 100 В между первичной и вторичными обмотками, а также между всеми вторичными обмотками трансформатора следует поместить слой майларовой пленки (майлар — это полиэтилен терифталат, ПЭТФ). Не следует полностью доверять указанному номиналу напряжения пробоя изоляции обмоточного провода, поскольку в процессе намотки оно может уменьшиться.

Источник: http://nauchebe.net

Обсудить на форуме