Bootstrap tụ trong mạch điều khiển nửa cầu

Các mạch tích hợp - trình điều khiển nửa cầu, chẳng hạn như IR2153 hoặc IR2110, liên quan đến việc đưa vào mạch chung của một tụ điện được gọi là tụ điện bootstrap (tách rời) để cung cấp năng lượng độc lập cho mạch điều khiển phím trên.

Trong khi phím dưới đang mở và dẫn dòng điện, tụ bootstrap được kết nối thông qua phím dưới mở này với bus công suất âm và tại thời điểm này, nó có thể nhận được điện tích thông qua diode bootstrap trực tiếp từ nguồn điện của trình điều khiển.

Khi đóng phím dưới, diode bootstrap sẽ ngừng cung cấp điện tích cho tụ bootstrap, vì tụ bị ngắt khỏi bus âm cùng một lúc, và bây giờ có thể hoạt động như một nguồn năng lượng nổi cho mạch điều khiển cổng của phím nửa cầu trên.

Một giải pháp như vậy là hợp lý, bởi vì năng lượng thường được yêu cầu cho việc quản lý khóa là tương đối nhỏ và năng lượng tiêu thụ đơn giản có thể được bổ sung định kỳ từ nguồn cung cấp điện áp thấp của trình điều khiển trực tiếp trong quá trình vận hành bộ phận. Một ví dụ nổi bật là tầng tần số thấp đầu ra của hầu hết mọi biến tần công suất thấp 12-220.

Đối với công suất của tụ bootstrap, nó không quá lớn (để có thời gian sạc lại đầy đủ trong thời gian phím dưới mở) và không quá nhỏ để không chỉ xả vào các phần tử mạch trước thời gian, mà còn có thể liên tục giữ một lượng vừa đủ sạc mà không giảm điện áp đáng chú ý, do đó, phí này là quá đủ cho chu kỳ điều khiển phím trên.

Do đó, khi tính toán điện dung tối thiểu của tụ bootstrap, các thông số quan trọng sau đây được tính đến: cường độ của công tắc cổng Qg, mức tiêu thụ hiện tại của giai đoạn đầu ra của vi mạch trong chế độ tĩnh Is và điện áp rơi trên diode khởi động Vbd.

Mức tiêu thụ hiện tại của giai đoạn đầu ra của vi mạch có thể được lấy với biên độ Is = 1mA, và điện áp rơi trên diode phải được lấy bằng Vbd = 0,7V. Đối với loại tụ điện, nó phải là một tụ điện có dòng rò tối thiểu, nếu không thì dòng rò của tụ điện cũng sẽ phải được tính đến. Một tụ điện tantalum rất phù hợp cho vai trò bootstrap, vì các tụ điện loại này có dòng rò nhỏ nhất từ ​​các đối tác điện phân khác.

Ví dụ tính toán

Giả sử chúng ta cần chọn một tụ điện bootstrap để cấp nguồn cho mạch điều khiển phím trên của một nửa cầu được lắp ráp trên các bóng bán dẫn IRF830 và hoạt động ở tần số 50 kHz, và phí chuyển đổi cổng (điện áp điều khiển, có tính đến điện áp rơi trên diode, sẽ là 11,3 V) 30 nC (phí cổng đầy đủ Qg được xác định bằng biểu dữ liệu).

Để điện áp gợn trên tụ bootstrap không vượt quá dU = 10 mV. Điều này có nghĩa là sự thay đổi điện áp cho phép chính trên tụ bootstrap trong một chu kỳ của hoạt động nửa cầu nên được mang theo bởi hai người tiêu dùng chính: chính vi mạch và cổng của cực trường được điều khiển bởi nó. Sau đó, tụ điện sẽ được sạc qua diode.

Chu kỳ phát triển của microcircuit kéo dài 1/50000 giây, điều đó có nghĩa là khi tiêu thụ ở chế độ tĩnh 1 mA, điện tích tiêu tán của microcircuit sẽ bằng

Q vi mạch = 0,001 / 50000 = 20 nC.

Cổng Q = 30 nC.

Khi trả lại các điện tích này, điện áp trên tụ không được thay đổi quá 0,010 mV. Sau đó:

SB * dU = Q microcircuit + Cổng Q.

Đặt lại = (mạch Q + cổng Q) / dU.

Ví dụ của chúng tôi:

Cbt = 60 nl / 0,010V = 6000 nF = 6.0 uF.

Chúng tôi chọn một tụ điện có công suất 10 microfarads 16 V, tantalum. Một số nhà phát triển khuyên nên nhân điện dung tối thiểu của tụ điện với 5-15, như vậy có lẽ là đủ.Đối với diode bootstrap, nó phải hoạt động nhanh và chịu được điện áp tối đa của phần năng lượng của nửa cầu là ngược lại.

Comments

[#1 yuyuyu]

Kiểm tra loại độ dẫn của bóng bán dẫn, nên có cách khác. Yuri