Kapasitor Bootstrap dalam litar kawalan separuh jambatan

Litar bersepadu - pemandu separa jambatan, contohnya, IR2153 atau IR2110, melibatkan kemasukan dalam litar umum kapasiti kapasiti bootstrap (terpisah) untuk bekalan kuasa bebas ke litar kawalan utama atas.

Walaupun kekunci bawah terbuka dan mengendalikan arus, kapasitor bootstrap disambungkan melalui kunci bawah terbuka ini kepada bas kuasa negatif, dan pada masa ini ia boleh menerima caj melalui diod bootstrap terus dari sumber kuasa pemandu.

Apabila kunci rendah ditutup, diod bootstrap berhenti membekalkan caj kepada kapasitor bootstrap, kerana kapasitor diputuskan dari bas negatif pada masa yang sama, dan kini boleh berfungsi sebagai sumber kuasa terapung untuk litar kawalan pintu kunci atas setengah jambatan.

Penyelesaian sedemikian adalah wajar, kerana kuasa yang sering diperlukan untuk pengurusan utama adalah agak kecil, dan tenaga yang digunakan hanya dapat diisi secara berkala dari pembekal kuasa voltan rendah pemandu secara langsung semasa operasi unit kuasa. Satu contoh yang menarik adalah peringkat keluaran frekuensi rendah hampir mana-mana kuasa rendah penyongsang 12-220.

Bagi kapasiti kapasitor bootstrap, ia tidak boleh terlalu besar (untuk dapat mengecas sepenuhnya dalam masa sementara kunci rendah terbuka) dan tidak terlalu kecil supaya tidak hanya untuk melepaskan unsur litar sebelum masa, tetapi juga dapat terus memegang jumlah yang mencukupi dikenakan tanpa penurunan voltan yang ketara, supaya caj ini lebih daripada cukup bagi kitaran kawalan utama atas.

Oleh itu, apabila mengira kapasitansi minimum kapasitor bootstrap, parameter penting berikut diambil kira: cas pintu atas Qg utama, penggunaan semasa peringkat keluaran microcircuit dalam mod statik Adalah, dan penurunan voltan merentasi diod bootstrap Vbd.

Penggunaan semasa peringkat keluaran microcircuit boleh diambil dengan margin Is = 1mA, dan kejatuhan voltan merentasi diod harus diambil sama dengan Vbd = 0.7V. Bagi jenis kapasitor, ia mesti menjadi kapasitor dengan arus bocor minimum, jika tidak, semasa kebocoran kapasitor juga perlu diambil kira. Kapasitor tantalum sangat sesuai untuk peranan bootstrap, kerana kapasitor jenis ini mempunyai arus kebocoran terkecil daripada rakan elektrolitik lain.

Contoh Pengiraan

Katakan kita perlu memilih kapasitor bootstrap untuk menggerakkan litar kawalan utama atas jambatan separuh yang dipasang pada transistor IRF830 dan beroperasi pada kekerapan 50 kHz, dan cas switch suis (voltan kawalan, dengan mengambil kira penurunan voltan merentasi diod, akan menjadi 11.3 V) pada voltan ini 30 nC (caj gerbang penuh Qg ditentukan oleh datasheet).

Biarkan riak voltan pada kapasitor bootstrap tidak melebihi dU = 10 mV. Ini bermakna bahawa perubahan voltan utama yang dibenarkan pada kapasitor bootstrap dalam satu kitaran operasi setengah jambatan harus dibawa oleh dua pengguna utama: microcircuit itu sendiri dan pintu tiang lapangan dikawal olehnya. Kemudian kapasitor akan diisi semula melalui dioda.

Kitaran perkembangan microcircuit berlangsung 1/50000 saat, yang bermaksud bahawa apabila digunakan dalam mod statik 1 mA, caj yang hilang oleh mikrokircuit akan sama dengan

Q microcircuits = 0.001 / 50000 = 20 nC.

Q gate = 30 nC.

Apabila mengembalikan caj ini, voltan merentasi kapasitor tidak boleh berubah dengan lebih daripada 0.010 mV. Kemudian:

SB * dU = Q microcircuit + Q gate.

Reset = (litar Q + Q gate) / dU.

Untuk contoh kami:

Cbt = 60 nl / 0.010V = 6000 nF = 6.0 uF.

Kami memilih kapasitor dengan kapasiti 10 mikrofar 16 V, tantalum. Sesetengah pemaju mengesyorkan mengalikan kapasitansi minimum kapasitor sebanyak 5-15, cukup pasti.Bagi diod bootstrap, ia mesti bertindak cepat dan menahan voltan maksimum bahagian kuasa jambatan separuh sebagai sebaliknya.