Дискретни драјвер транзистора са ефектним компонентама

Једна је ствар када је у питању брза контрола моћног транзистора са ефектом поља с тешким вратима готовог управљачког програма у облику специјализованог чипа попут УЦЦ37322, и сасвим је другачије када нема таквог управљачког програма, а схема управљања кључевима за напајање мора бити имплементирана овде и сада.

У таквим је случајевима често потребно прибјећи дискретним електронским компонентама које су на располагању, а већ од њих како би се саставио покретач затварача. Случај, чини се, није лукав, међутим, да би се добили адекватни временски параметри за пребацивање транзистора ефекта поља, све мора бити учињено ефикасно и правилно радити.

Врло вриједну, сажету и квалитетну идеју са циљем решавања сличног проблема предложио је Сергеј БСВи још 2009. године у свом блогу „Страница уграђивача“.

Аутор је успешно тестирао круг у половици моста на фреквенцијама до 300 кХз. Конкретно, на фреквенцији од 200 кХз, са капацитетом оптерећења од 10 нФ, било је могуће добити предње странице дужине не више од 100 нс. Погледајмо теоријску страну овог решења и покушајмо да детаљно разумемо како ова шема функционише.

Главне струје пуњења и пражњења капије приликом откључавања и закључавања протока главног кључа кроз биполарне транзисторе излазне фазе возача. Ови транзистори морају издржати вршну управљачку струју, а њихов максимални напон на колектор-емитеру (према листи података) мора бити већи од напона напајања покретача. Обично је 12 волти довољно за контролу пољског затварача. Што се тиче вршне струје, претпостављамо да она не прелази 3А.

Ако је за контролу кључа потребна већа струја, онда транзистори излазне фазе такође морају бити јачи (наравно, са одговарајућом ограничавајућом фреквенцијом преноса струје).

За наш пример, комплементарни пар - БД139 (НПН) и БД140 (ПНП) ​​је погодан као транзистори излазне фазе. Имају гранични напон између колектора и емитора 80 волти, вршну струју колектора од 3А, прекидну фреквенцију преноса струје од 250 МХз (важно!), И минимални коефицијент преноса статичке струје од 40.

Да бисте повећали јачање струје, додатни комплементарни пар транзистора ниске струје КТ315 и КТ361 са максималним повратним напоном од 20 волти, минималним коефицијентом преноса статичке струје 50 и граничном фреквенцијом од 250 МХз додаје се колико и излазни транзистори БД139 и БД140 .

Као резултат тога, добијамо два пара транзистора спојених у складу са Дарлингтоновим кругом са укупним коефицијентом минималног преноса струје 50 * 40 = 2000 и граничном фреквенцијом од 250 МХз, тј. Теоретски у ограничењу брзина пребацивања може достићи неколико наносекунди. Али будући да говоримо о релативно дугим процесима наелектрисања и пражњења капије, овај пут ће бити већи.

Управљачки сигнал мора се испоручити у комбиновану базу транзистора КТ315 и КТ361. Струје отварања база НПН (горњи) и ПНП (доњи) транзистори морају бити раздвојене.

У ту сврху се у кругу могу инсталирати изолациони отпорници, али решење са уградњом помоћне јединице на КТ315, отпорник и диоду 1н4148 показало се много ефикаснијим за овај одређени круг.

Функција овог уређаја је да брзо активира базу горњих транзистора степена струје мале струје када примените виши напон на базу овог уређаја и једнако брзо кроз диоду повучете базу до минус када се на најнижем нивоу јединице појави сигнал најнижег нивоа.

Да бисте могли управљати овим покретачем из извора ниске струје са излазном струјом реда од 10 мА, у круг су уграђени транзистор с ефектним пољем КП501 и оптоелектор велике брзине 6н137.

Када се управљачка струја примењује кроз ланац од 2-3 оптоплера, излазни биполарни транзистор унутар ње прелази у проводно стање, а на пинову 6 налази се отворени колектор на који је прикључен отпорник, који повлачи капију транзистора са ефектом поља ниског напона КП501 на магистралу оптоелектора са позитивном снагом.

Дакле, када се сигнал високог нивоа испоручи на улаз оптопарника, сигнал ниског нивоа ће се налазити на капији регулатора поља КП501 и затвара се, пружајући могућност струји да тече кроз базу горњег према схеми КТ315 - возач ће напунити капију главног регулатора поља.

Ако на улазу оптопарника постоји сигнал ниског нивоа или нема сигнала, тада ће се на излазу оптоелектронике појавити сигнал високог нивоа, затварач КП501 ће се напунити, склоп његовог круга затворити, а основа горњег круга према кругу КТ315 повући ће се на нулу.

Фаза излаза возача почеће да празни врата кључа којим управља. Важно је напоменути да је у овом примеру напон напајања оптопарника ограничен на 5 волти, а главни степен погонског склопа се напаја напоном од 12 волти.