Драйвер изоляции — видеоуроки

Это связано с тем, что управляющий потенциал переключателя может быть высоким.
Давайте посмотрим на такую схему H-моста. Напряжение в точке A не определено. Если переключатель ниже включен и подключен к земле, оно равно 0 В. Если T1 включен и подключен к PVCC, оно равно 200 В. Если Т1, Т3 не проводящие, и они полностью симметричны, так что я думаю это делит напряжение пополам, 100В. Конечно, могут быть и другие значения напряжения, тогда мне нужно включить Т1, на какой вольт должен быть управляющий потенциал. Ворота B тоже плавающие, поэтому нам нужно изолировать драйвер.

1.2. Четыре часто используемых решения для изоляции.

Изоляция импульсного трансформатора, изоляция оптопары, бутстреп-повышение и лампа P-типа. Первые две представляют собой настоящие изолирующие схемы, а последние два — два обходных пути.

2. Изоляция импульсного трансформатора.

Мы знаем, что трансформатор может изолировать все потенциалы и передавать только разность потенциалов самому себе. Принцип действия импульсного трансформатора заключается в том, что он подходит для высоких частот, поскольку импульсный управляющий сигнал представляет собой прямоугольную волну. не может использовать частоту сети. Форма сигнала трансформатора также асимметрична, что отличается от основного высокочастотного трансформатора обычного импульсного источника питания. Кроме того, импульсные трансформаторы, как правило, недоступны в готовом виде, их необходимо изготавливать по индивидуальному заказу или изготавливать самостоятельно, а коэффициент трансформации в основном понижающего типа.

Давайте посмотрим на такую схему H-моста.

Есть только переключатели верхнего плеча T1 и T2. Поскольку потенциал этих двух точек является плавающим, их необходимо изолировать и управлять. Две трубки на плече моста на стороне низкого напряжения не нужны. двух диагональных переключателей 1 и 4. Сигнал - сигнал управления. Проводим по диагонали попеременно. Тогда О23 представляет собой сигнал управления двух диагональных трубок. Затем 1, 4 и 2, 3 преобразуются через инвертор, а значит, они. являются дополняющими и альтернативными формами проведения.

2.1. Принцип работы импульсного трансформатора.

Когда Т5 включен, ток источника питания течет от VCC к земле через первичную обмотку импульсного трансформатора. Затем вторичная обмотка импульсного трансформатора течет через затвор ведомого ключа, когда Т5 выключается. переключатель, вентиль проходит через R2. Осуществите разряд.

2.2. Влияние сбросного резистора на схему переключения.

Давайте посмотрим, когда резистор сброса имеет очень большое сопротивление (100 кОм) и с трудом может разряжать электричество. Мы обнаружили, что правильная форма выходного напряжения должна быть прямоугольной формы почти 200 В, но сейчас она составляет только 20 В. Это означает, что переключатель проводит неправильно. все.
Почему наш драйвер не только заряжает паразитную цепь затвора. Зарядка включается, разряжается и выключается. Если разрядный резистор в разрядном звене настолько велик, что вы не можете разрядить питание, его фактически никогда не будет. выключился, и драйвера не будет вообще. Если получилось, то уменьшить сопротивление сброса до 1кОм. Удалось, но задержка переключения очень большая и разряд слишком медленный. уменьшите его до 100 Ом, задержка теперь неплохая, но неудовлетворительная. После уменьшения сопротивления до 10 Ом это будет идеальный прямоугольный сигнал.

Затем для улучшения драйвера импульсного трансформатора мы используемструктура тотемного столба Для управления импульсным трансформатором:

И зарядка, и разрядка являются активными зарядкой и разрядкой с большим током, поэтому теперь форма выходного сигнала идеальна: прямоугольная волна 200 В.

2.3. Краткое содержание этого урока.

(1) Что такое плавающий феномен уровня вождения?

Если взять в качестве примера Н-мост, то уровень точки А неопределенен. Проводимость нижнего переключателя равна 0 В, а проводимость верхнего переключателя равна 200 В. Поэтому, если я включу плечо высоковольтного моста, мой затвор B не будет. знать, какой потенциал это должно дать.

(2) Принцип изоляции импульсного трансформатора

Ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора, может передавать энергию во вторичную обмотку. Вторичная обмотка трансформатора подключена между затвором и истоком. Независимо от потенциала, я всегда могу подать напряжение между затвором и истоком. контролировать проводимость переключателя.

(3) Значение привода тотемного полюса

Если мы не используем драйвер тотемного столба и сопротивление разряда ворот очень велико, надежного привода не будет вообще. Простое уменьшение сопротивления разряда приведет к большому энергопотреблению, поэтому на данный момент нам следует использовать тотем. То есть, будь то зарядка или разрядка, переключатель используется для завершения зарядного тока ворот, а ток разрядки управляется большим током с использованием тотемного столба, а затем представляет собой идеальную прямоугольную волну. .

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

3. Драйвер изоляции оптопары

Изолированный драйвер (2) — онлайн-обучение по управлению питанием — официальный обучающий видеокурс Texas Instruments (TI) (21ic.com)

3.1. Принцип работы изоляции оптопары.

На рисунке VCC_T1 и GND_T1 представляют собой источник питания, который подает питание на вторичную обмотку оптрона. Независимый источник питания не имеет ничего общего с источником питания первичной обмотки оптопары. Эти два GND не являются одним и тем же заземлением.

Сколько источников изоляции необходимо для управления H-мостом:

Первый взгляд на Схема управления и источник питания привода переключателя нижнего плеча VDD Иными словами, питание для сигнала управления подается на переключатель нижнего плеча, общий с основной цепью. Переключатель верхнего плеча VCC_T1 На стороне верхнего плеча имеются две оптопары, которые обеспечивают питание VCC_T1, GND_T1, VCC_T2, GND_T2.

3.2. Анализ источника питания, управляемого оптронной изоляцией.

Мы не можем использовать здесь так много источников питания. Низкую сторону можно изолировать без изоляции. Источники питания высокого плеча VCC_T1, VCC_T2, GND_T1 и GND_T2 полностью независимы.

Используйте два вольтметра, чтобы увидеть разницу напряжений между землей изолированного источника питания и землей моей цепи:

Смоделируйте схему. Это инверторный мост. Прямоугольную волну, полученную с помощью H-моста, можно увидеть на ее нарастающем фронте.Восходящая часть тока не идеальна. Почему? Потому что мы здесь не используем тотемные столбы. Этот драйвер хочет включить VCC затвора. Он течет через резистор, а затем к затвору, поэтому он не включается быстро, но. выключается быстро, потому что выключение прямое. Это схема сильный-ноль-слабая единица, которая отключается таким способом.
Если будет достигнут хороший эффект вождения, мы добавим драйвер тотемного столба на последнем этапе оптопары. Давайте посмотрим на сигнал управляющего напряжения. Управляющий сигнал составляет всего 10 В, но разница напряжений между каждой землей, то есть землей изолированного источника питания, и GND всей моей платы составляет 200 В. Разница напряжений также колеблется. Вот почему моя изоляция оптопары требует изолированного источника питания.

3.3. Краткое содержание этого урока.

Сущность оптопарного привода Свет отвечает только за изоляцию сигналов, передачу сигналов, обеспечение движущей энергии и использование изолированных источников питания. На картинке я нарисовал батареи, но на самом деле мы все еще используем трансформаторы для их получения от сети, что и составляет суть оптопарной изоляции. Вам все равно придется использовать отдельный силовой трансформатор.

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

4. Драйвер начальной загрузки

Изолированный драйвер (3) — онлайн-обучение по управлению питанием — официальный обучающий видеокурс Texas Instruments (TI) (21ic.com)

Поскольку бутстрап-конденсатор необходимо время от времени заряжать, он не является настоящей батареей, поэтому подходит только для ситуаций, когда переключатели верхнего и нижнего плеча включаются попеременно.

4.1 UCC27200 от TI Это типичный чип драйвера начальной загрузки.

Внутри встроен диод быстрого восстановления, который используется для управления верхним и нижним плечами моста Т1 и Т2 полумоста. При включении Т2 сначала необходимо включить переключатель нижнего плеча. повышающий конденсатор C до 12 В через диод. Затем T2 отключается.Прежде чем вы захотите подключить T1, он должен быть отключен.。

4.2. Принцип работы Bootstrap Boost.

После отключения Т2 потенциал конденсатора подключается не к земле, а к НАГРУЗКЕ. Питание 12 В этого конденсатора будет подавать питание на модуль верхнего плеча DRIVE HI для управления Т1. Этот конденсатор теперь служит источником питания. для переключателя верхнего плеча. Так каково же напряжение в этот момент? Независимо от того, какое оно, когда оно подключено к нагрузке, оно увеличит напряжение источника на 12 В, а затем подаст питание.。

4.3. Схема привода лампы П-типа.

4.4. На примере понижающей схемы в качестве трубки переключателя верхнего плеча используется PMOS.

Это понижающая схема, поэтому ее максимальное напряжение составляет 20 В.Но напряжение источника VF1 этой NMOS-лампы плавающее. Когда переключатель включен, оно подключено к 20 В. Когда диод включен, он подключен к земле, которая близка к 0 В. хотя его напряжение не высокоеНо поскольку плавающим затвором напряжения источника все еще трудно управлять В настоящее время мы можем использовать PMOS вместо NMOS в качестве переключающей трубки.

Итак, в настоящее время для PMOS напряжение источника фиксировано на уровне 20 В. Когда напряжение на затворе составляет 20 В, оно отключается и становится ниже 20 В. После того, как пороговое напряжение становится достаточным, мы также можем добавить. переключатель Изготовлен из Т1.инверторная схема это нормальноПусть нашему управляющему сигналу не нужно переключаться между 0 В и 20 В. Он может достичь выходного напряжения 0 В и 20 В, используя уровень TTL.

4.4.1. PMOS представляет собой сигнал моделирования BUCK.

Уровень VF1 составляет 19,8 и близок к 20 В при включении поплавкового переключателя.

Когда SD1 включен, оно составляет -256 мВ. Почему? Когда диод проводит ток, это напряжение равно 0 В. Падение напряжения на проводящей трубке диода таково, что это напряжение имеет слегка отрицательное значение.

Управляющий сигнал составляет 5 В TTL, уровень 5 В, выходное напряжение рабочего цикла 50 %, рабочий цикл 50 %, выходное напряжение понижающей цепи 20 В, 10 В, что соответствует теоретическому значению.

Напряжение управления затвором колеблется в диапазоне от 0 до 20 В, поскольку я использовал инвертор, представляющий собой понижающую схему, выполненную на основе PMOS. Для мостовых схем также можно использовать PMOS. Для мостовых схем с общим напряжением ниже 200 В. Мы также можем использовать трубки P-типа вместо трубок N-типа для привода.

При замене высокой стороны на PMOS мы должны обратить особое внимание на значения выдерживаемого напряжения переключателей T5 и T6, образующих инвертор. Вы также должны соответствовать уровню напряжения PVCC.

4.5. Краткое содержание этого урока.

(1) Принцип бутстреп-форсирования

Для полумостовой схемы, если я сначала включаю плечо низковольтного моста, я могу позволить источнику питания 12 В зарядить повышающий конденсатор C. Затем, когда T2 отключен, уровень мощности 12 В, заряженной на C, автоматически изменится. Короче говоря, для питания силового модуля высоковольтного мостового рычага используется источник питания 12 В. Это принцип ускорения загрузки.
(2) Принцип привода трубки P-типа

Даже для схем с низким напряжением, таких как схемы Buck, напряжение источника VF1 ключа является плавающим, поэтому нам трудно обеспечить подходящий потенциал для управления затвором. В этом случае мы можем использовать PMOS вместо NMOS. Источник PMOS находится здесь. Его потенциал фиксирован на уровне 20 В. Мы используем инвертор для генерации управляющего сигнала 0 В и 20 В для обеспечения надежного управления включением и выключением PMOS. Это принцип работы лампы PMOS. НМОС.

Обмен технологиями

Изоляция привода — видеоуроки

1. Причины изоляции