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集成專用驅(qū)動器在開關(guān)電源中的應(yīng)用

名稱:萬用表

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簡介:由于遠(yuǎn)程供電的需要,需研制一臺高壓大功率直流開關(guān)電源。采用開關(guān)電源主要是因?yàn)殚_關(guān)電源功率可以做大、電壓可以做高、電壓調(diào)節(jié)范圍可以做廣。但是在整個研制過程中發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電路是比較困難且重要的環(huán)節(jié)。目前開關(guān)電源的國內(nèi)外發(fā)展速度很快,技術(shù)非常成熟。2...

  • 產(chǎn)品介紹

由于遠(yuǎn)程供電的需要,需研制一臺高壓大功率直流開關(guān)電源。采用開關(guān)電源主要是因?yàn)殚_關(guān)電源功率可以做大、電壓可以做高、電壓調(diào)節(jié)范圍可以做廣。但是在整個研制過程中發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電路是比較困難且重要的環(huán)節(jié)。目前開關(guān)電源的國內(nèi)外發(fā)展速度很快,技術(shù)非常成熟。20世紀(jì)90年代以來,高頻變換技術(shù)飛速地發(fā)展,不斷 涌現(xiàn)了新型電力電子器件,高智能化IC和新電路拓?fù)洌瑒?chuàng)造出10年前意想不到的許多新型穩(wěn)壓電源。現(xiàn)代電源技術(shù)正以空前的規(guī)模改造著傳統(tǒng)的舊式電器設(shè)備,廣泛進(jìn)入了國民經(jīng)濟(jì)和人類生活的各個領(lǐng)域。

驅(qū)動電路的功能與特點(diǎn)

開關(guān)電源的形式與種類很多,盡管各種不同的開關(guān)電源能達(dá)到的性能指標(biāo)也各不相同,但總是由以下幾個部分組成

(1)控制單元

一般都是由專門的集成電路擔(dān)當(dāng)這部分工作,也有用單片機(jī)、DPS作為控制單元核心的,視具體需要而定。

(2)功率元件

目前一般使用IGBT和MOSFET;一般高頻中小功率情況下用場效應(yīng)管,大功率情況下用IGBT,其電路結(jié)構(gòu)上大同小異,柵極高電平(一般是10~20 V,常用的是15 V)導(dǎo)通,低電平(-5~0 V)截止。其作用是開關(guān)電源的核心。

(3)驅(qū)動電路

這部分是開關(guān)電源的靈魂,是連接控制單元與功率管的橋梁。控制單元出來的電平一般無法直接驅(qū)動功率管,需要有一個電平的轉(zhuǎn)換及電流驅(qū)動;對于驅(qū)動電路而言,功率管的柵極即為負(fù)載,一般的功率管柵源之間有一個寄生電容,故驅(qū)動電路的負(fù)載是一個容性負(fù)載,若驅(qū)動電流不夠,或提高頻率,方波會產(chǎn)生畸變,無法達(dá)到設(shè)計(jì)目的。因此功率電子的驅(qū)動是整個設(shè)計(jì)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)。

開關(guān)穩(wěn)壓電源中的功率開關(guān)管要求在關(guān)斷時能迅速關(guān)斷,并能維持關(guān)斷期間的漏電流近似等于零;在導(dǎo)通時要求能迅速導(dǎo)通,并且維持導(dǎo)通期間的管壓降也近似等于零。開關(guān)管趨于關(guān)斷時的下降時間和趨于導(dǎo)通時的上升時間的快慢是降低開關(guān)晶體管損耗功率,提高開關(guān)穩(wěn)壓電源效率的主要因素。要縮短這兩個時間,除選擇高反 壓、高速度、大功率開關(guān)管以外,主要還取決于加在開關(guān)管柵極的驅(qū)動信號。驅(qū)動波形的要求如下:

①驅(qū)動波形的正向邊緣一定要陡,幅度要大,以便減小開關(guān)管趨于導(dǎo)通時的上升時間;

②在維持導(dǎo)通期間內(nèi),要能保證開關(guān)管處在飽和導(dǎo)通狀態(tài),以減小開關(guān)管的正向?qū)ü軌航担瑥亩档蛯?dǎo)通期間開關(guān)管的集電極功率損耗;

③當(dāng)正向驅(qū)動結(jié)束時,驅(qū)動幅度要減小,以便使開關(guān)管能很快地脫離飽和區(qū),以減小關(guān)閉儲存時問;

④驅(qū)動波形的下降邊緣也一定要陡,幅度要大,以便減小開關(guān)管趨于截止時的下降時間。

各種各樣的IGBT驅(qū)動電路都有他們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),IR2110具有輕型、占用資源少、高可靠性、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。本文所提供的幾種抗干擾措 施也應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行分析,當(dāng)然根據(jù)具體電路的不同應(yīng)該按照實(shí)際情況選擇電路,傳統(tǒng)的驅(qū)動電路也有他的優(yōu)點(diǎn),光電耦合器也可以廣泛使用。

 

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