Blog
Zasada działania i metoda sterowania metodą modyfikacji napięcia IGBT
03 Nov 2023

W przeciwieństwie do metody oporowej, metoda napięciowa polega na zmianie napięcia sterującego w fazie sterowania w celu kontrolowania przekroczenia napięcia i prądu. Istnieją dwie metody zmiany napięcia sterującego . Jednym z nich jest osiągnięcie zmiany poprzez podzielenie napięcia sterującego przez rezystor, a drugim jest zmiana sygnału wyjściowego w chipie sterującym (DSPFPGA), a następnie konwersja go na sygnał analogowy przez układ D/A w celu zmiany sygnału sterującego Napięcie. Schemat ideowy sterowania procesem załączenia metody napięciowej pokazano na rysunku 2, a przebieg eksperymentalny pokazano na rysunku




Metoda sterowania procesem otwierania metodą napięciową i metodą rezystancji jest w zasadzie taka sama. Etap sterowania jest taki sam, zaczynając od wzrostu ICE, a kończąc na odwróconym prądzie odzyskiwania górnej diody odwrotnej tranzystora.
Jednak metoda napięciowa polega na zmianie rezystora sterującego.

Schemat ideowy sterowania procesem wyłączania metodą napięciową pokazano na rysunku 4, a przebieg eksperymentalny pokazano na rysunku 3.

Rysunek 3: Eksperymentalny przebieg procesu przełączania metodą zmodyfikowanego napięcia (przełączanie napędu z -10V na 2,5V)



Rysunek 4 Schemat ideowy sterowania procesem wyłączania metodą napięciową



Podobnie jak metoda oporowa, metoda napięciowa jest również kontrolowana od wzrostu VCE podczas procesu wyłączania, aż do spadku ICE prawie do zera i zakończenia regulacji.

Zalety zmiany metody napięciowej na wielostopniowe zostały szczegółowo omówione wcześniej, natomiast wady są podobne jak przy zmianie metody oporowej. Poniżej wady:

1: Istnieją dwie metody zmiany napięcia sterującego w fazie sterowania: jedna polega na zmianie napięcia sterującego poprzez przełączenie rezystora dzielnika napięcia za pomocą przełącznika (MOSFET); Inną metodą jest zmiana napięcia sterującego za pomocą układu D/A. Ta pierwsza stwarza ten sam problem, co metoda kontroli napięcia, gdzie trudno jest odizolować sygnał przełącznika sterującego od obwodu mocy, a na sygnał łatwo wpływają szumy obwodu mocy. Ten ostatni ma problem ze zwiększeniem kosztu i złożoności obwodu chipa D/A, przy jednoczesnym zwiększeniu opóźnienia obwodu sterującego i
wpływie na kontrolę sprzężenia zwrotnego.
Po drugie, kontrola ze sprzężeniem zwrotnym podczas procesu aktywacji jest trudna do osiągnięcia, podobnie jak zmiana metody oporu, kontrolę należy rozpocząć od momentu, gdy ICE zacznie rosnąć. W przeciwnym razie wystąpią dwie sytuacje: 1. Jeśli napięcie sterujące jest wysokie, podobnie jak w przypadku zmiany metody rezystancji, przeregulowanie ICE będzie większe. Jeśli napięcie sterujące jest niskie, spowoduje to zmniejszenie ICE, a nawet przypadkowe wyłączenie IGBT. Analiza konkretnych powodów:
Równoważny model obwodu sterującego IGBT na tym etapie jest taki sam, jak równoważny model w analizie wad metody zmodyfikowanej rezystancji, jak pokazano na rysunku 2.20. Ze względu na mały rozmiar Rg, Ig jest znacznie większy
niż IgC. Dlatego też analizując defekty metodą zmodyfikowanego napięcia, można pominąć wpływ IgC. Upraszcza to równoważny model i wymaga jedynie obwodu sterującego. Ze względu na małą wartość Rg należy uwzględnić
obecność pasożytniczej indukcyjności Lg w obwodzie napędowym. Uproszczony model przedstawiono na rysunku 5.

Rysunek 5 Uproszczony model etapu sterowania procesem otwierania metodą napięciową



Jeżeli napięcie sterujące podczas sterowania jest wysokie, potrzeba czasu (około kilkudziesięciu ns), zanim Ig spadnie z powodu obecności pasożytniczej indukcyjności Lg w obwodzie sterującym. Na tym etapie Vge będzie nadal rosło w szybszym tempie, więc nie jest możliwe zmniejszenie bardzo niskiego przekroczenia ICE. Jeśli chcesz kontrolować przeregulowanie ICE na bardzo niskim poziomie, musisz zmniejszyć napięcie sterujące do bardzo niskiego poziomu, nawet niższego niż obecne Vge. Spowoduje to spadek poziomu ICE, a nawet fałszywe wyłączenie, co będzie miało wpływ na normalne działanie IGBT. Aby IGBT działał normalnie, napięcie sterujące w fazie sterowania powinno być co najmniej większe niż Vge przed sterowaniem, co zapobiegnie zmniejszeniu przeregulowania ICE do niższego poziomu. Dlatego w projekcie obwodu nadal należy pozostawić duży margines prądu IGBT.
Trzecią kwestią jest to, że trudno jest zmienić napięcie sterujące Vcom w fazie sterowania i nie można uzyskać różnych efektów sterowania (różne przekroczenia napięcia i prądu). W niektórych publikacjach proponuje się metodę dodawania układów D/A do cyfrowych obwodów sterujących w celu zmiany Vcom. Jednak nie tylko zwiększa to koszty, ale także zwiększa opóźnienie pętli regulacyjnej, co może prowadzić do niedokładnej lub nawet nieskutecznej regulacji. Nie można jej uznać za dobrą metodę i nie można jej stosować w zastosowaniach praktycznych.

Szukasz więcej informacji o profesjonalnych produktach i rozwiązaniach zasilających EverExceed? Mamy zespół ekspertów, który zawsze służy pomocą. Wypełnij formularz, a nasz przedstawiciel handlowy wkrótce się z Tobą skontaktuje.
prawa autorskie © 2024 EverExceed Industrial Co., Ltd.Wszelkie prawa zastrzeżone.
zostaw wiadomość
Witamy w everexceed
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami i chcesz poznać więcej szczegółów, zostaw wiadomość tutaj, a my odpowiemy tak szybko, jak to możliwe.

Dom

produkty

o

kontakt