Вывод 36 (25): Выход g1 (g2)

Вывод G1 (G2) - вывод драйвера для управления затвором. Управление осуществляется напряжением ±12..±15В в зависимости от питающего напряжения, или только положительным напряжением затвора в зависимости от типа силовых транзисторов и их применения (см. описание вывода 35).

Максимально допустимый ток затвора заряда/разряда имеет значение 8A. Это позволяет управлять IGBT транзисторами большой мощности и силовыми МOSFET модулями. Также возможно напрямую управлять достаточно большим числом параллельно соединенных силовых модулей. Ток заряда/разряда должен быть ограничен внешним резистором в цепи затвора, при выборе которого следует учитывать смену направления тока при управлении затвором.

Затвор силового транзистора должен быть подключен проводом наиболее короткой длины к выводу G1 (G2). Чтобы скорость переключения была одинаковой для включения и выключения, можно использовать цепь с 2мя базовыми резисторами и диодом (см. рис.2.3.5.3).

Обязательно нужно подключить полупроводниковые стабилитроны (встречно включённые) непосредственно между затвором и эмиттером для IGBT транзисторов. Напряжение лавинного или туннельного пробоя их p-n переходов должно соответствовать выбранному напряжению затвора (12..15В). Они предохраняют затвор от превышения напряжения на затворе номинального значения из-за паразитных явлений (например, эффекта Миллера). Чрезмерное напряжение затвора увеличивает ток короткого замыкания, что может привести к разрушению силовых полупроводниковых приборов.

При наличии стабилитронов затвор силового транзистора остаётся замкнутым на низкоомную цепь даже при отсутствии питания.

Вывод 33 (22): терминал E1 (E2)

Этот терминал должен быть связан с эмиттером или электродом истока силового транзистора. Подключение к эмиттеру силового транзистора должно быть по возможности прямым и максимально коротким. Для модулей со вспомогательным эмиттером или истоком должен быть использован этот вспомогательный терминал.

Если связь между драйвером и силовым транзистором осуществляется через цепи связи, то длина цепи не должна превышать 10 см, и выводы G1, Е1 так же как терминал измерения (терминал коллектора или стока) должны подсоединяться через скрученные многожильные провода к каждому транзистору (см. рис.2.3.5.7).

Вывод 30 (19): терминал ME1 (ME2)

Этот терминал используется для измерения падения напряжения в активизированном силовом транзисторе (в открытом состоянии), чтобы обеспечить защиту от коротких замыканий и перегрузок. Должно быть отмечено, что этот терминал ни в коем случае не может быть подключен напрямую к стоку или коллектору силового транзистора. Чтобы предохранять терминал измерения от высокого напряжения стока или коллектора деактивированного силового элемента, должна быть использована схема с одним или двумя последовательно соединёнными диодами (Dme) с большим обратным напряжением типа 1N4007 (см. рис.2.3.5.4). Эти диоды обязательно нужно выбирать с запасом по напряжению.

Нагрузочный резистор, интегрированный в модуль, гарантирует, что, когда мощный транзистор активизирован, ток течёт через измерительный диод (Dme), демпфирующий (гасящий) резистор (Rme) и транзистор. Таким образом потенциал, присутствующий на входе измерения ME1 соответствует прямому напряжению на активизированном транзисторе плюс прямое напряжение на диоде и падение напряжения на Rme. Rme ослабляет пики обратного тока измерительного диода Dme и должен быть около 68 Ом.

Силовые транзисторы не включаются сразу – для IGBT в частности требуется несколько микросекунд, прежде чем они полностью откроются. Наличие интегрированного нагрузочного резистора и внешнего конденсатора (Cme) приводит ко времени задержки измерения после включения силового транзистора. Эта задержка отражается на времени реакции. Чем больше времени требуется мощным транзисторам на включение, тем больше должно быть время реакции (и следовательно Cme).

Нужно отметить, что отрицательное напряжение не может поступать на вход измерения.

Вывод 31(20): терминал Cb1 (Cb2)

После того, как токоследящая цепь распознает перегрузку, силовой транзистор закрывается, благодаря встроенной в драйвер функции защиты, и остается закрытым в течение некоторого времени. Эта функция используется для того, чтобы предохранить транзистор от тепловой перегрузки при долговременном или периодически повторяющемся коротком замыкании. Время, в течение которого транзистор закрыт, задается конденсатором, который подключается между выводом 31 (Cb1) и выводом 35 (COM1) драйвера (см. формулы). Ёмкость конденсатора не должна превысить значение 470нФ.

В течение всего периода блокировки силового транзистора, перегрузка по току сигнализируется на выводах SO1 + и SO1- {SO2 + и SO2-} драйвера. После того, как период блокировки заканчивается, силовой транзистор включается, если управляющая информация всё ещё есть (см. диаграммы – рис.2.3.5.5).

Вывод 32 (21): терминал REF1 (REF2)

К этим выводам подключается внешний стабилитрон, работающий в качестве источника опорного напряжения. Стабилитрон определяет максимальное напряжение на силовом транзисторе, при котором срабатывает защита схемы, отключая, таким образом, силовой транзистор.

Защитная функция драйверов IHD серии активируется, когда напряжение на выводе ME1 (ME2) становится больше чем на выводе REF1 {REF2} (см. рис.2.3.5.4 и 2.3.5.5).

Опорное напряжение - вывод 33 (E1). Опорное напряжение не может быть заблокировано конденсаторами. Стабилитрон должен быть расположен как можно ближе к драйверу.

Вывод 34 (23): терминал Cs1 (Cs2)

К этим выводам подключаются конденсаторы с низкой собственной индуктивностью, способные работать с пульсирующим током (обычно используют электролитические конденсаторы). Эти конденсаторы должны поддерживать напряжение при пульсации тока до 8A, необходимого для заряда/разряда емкостей затвора. Конденсаторы подключатся между выводами Cs1 (Cs2) и COM1 (COM2) и должны быть расположены в непосредственной близости от драйвера. Рекомендуется применять конденсаторы ёмкостью до 100мкФ на канал. Большие значения не должны использоваться, т.к. нет гарантии, что в этом случае интегрированный DC/DC –конвертер запустится без проблем.

Во избежание появления рабочего напряжения "пуска" на вторичной обмотке, параллельно с блокировочным конденсатором включают стабилитрон или подавитель скачков с напряжением стабилизации 16В. Стабилитроны необходимы в обоих каналах, даже если один канал не используется. Они должны быть рассчитаны на мощность 1.3Вт.

Вывод 35 (24): терминал COM1 (COM2)

Этот вывод - “земля” вторичной обмотки трансформатора и блокировочного конденсатора. Вывод одновременно используется для опорного напряжения измерительного фильтра и конденсаторов Cb1 (Cb2).

Вместо E1 (E2), вывод COM1 (COM2) также может быть связан с силовым MOSFET. В этом случае, к этому выводу должно прикладываться опорное напряжение. Эта схема позволяет управлять силовым MOSFET без напряжения отрицательной полярности. При этом транзистор переводится в неактивное состояние нулевым напряжением (униполярная схема управления, см. рис.2.3.5.6).

При таком включении вывод E1 (E2) не задействован и ни в коем случае не должен быть связан с COM1 (COM2).

Как правило, этот метод управления не используется для IGBT, поскольку требуется работа с отрицательным напряжением на затворе, особенно при использовании японских чип сетов и больших модулей.