схема управления mosfet на транзисторах

VOFFSET - максимально возможное напряжение между истоком верхнего транзистора и землей;

Поясним некоторые параметры:

Таблица 1. Параметры драйверов семейства L638x   Наименование Voffcet, В Io+, мА Io-, мА Ton, нс Toff, нс Tdt, нс Тип Управление L6384E 600 400 650 200 250 Prog. HB IN/-SD L6385E 600 400 650 110 105   H&L HIN/LIN L6386E 600 400 650 110 150   H&L HIN/LIN/-SD L6387E 600 400 650 110 105   H&L HIN/LIN L6388E 600 200 350 750 250 320 HB HIN/LIN

В таблице 1 приводятся состав и параметры микросхем семейства L368x. Микросхемы данного семейства включают в себя как независимые драйверы верхнего и нижнего плеча (H&L), так и драйверы полумостовой схемы (HB).

Семейство высоковольтных драйверов

Компания STMicroelectronics в последние годы ориентируется (в нише высоковольтных драйверов) только на драйверы первых двух типов (семейства L638x и L639x, которые будут рассмотрены ниже). Однако более ранние разработки содержат микросхемы драйверов, управляющих включением или выключением одиночного MOSFET- или IGBT-транзистора (категория «Single» в терминах компании STMicroelectronics). При определенной схеме включения данные драйверы могут управлять нагрузкой как верхнего, так и нижнего плеча. Отметим также микросхему TD310 - три независимых одиночных драйвера в одном корпусе. Такое решение будет эффективным при управлении трехфазной нагрузкой. Данную микросхему компания STMicroelectronics относит к драйверам категории «Multiple».

В третьем случае (1в) нагрузка включается между стоком верхнего транзистора и землей, а в четвертом (1г) - между истоком нижнего транзистора и шиной высоковольтного питания, т.е. отдельно реализованы две «половинки» схемы 1а.

Во втором случае (рис. 1б) средние точки соединены. Причем нагрузка может быть включена как на верхнее, так и на нижнее плечо, но подключена к средней точке аналогично полумостовой схеме (т.н. полная мостовая схема). Строго говоря, в схеме 1а ничто не мешает соединить средние точки. Но в этом случае при определенной комбинации входных сигналов возможно одновременное открытие сразу двух транзисторов и, соответственно, протекание чрезмерно большого тока от высоковольтной шины на землю, что приведет к выходу из строя одного или сразу обоих транзисторов. Исключение подобной ситуации в данной схеме является заботой разработчика. В полумостовых драйверах (схема 1б) подобная ситуация исключается на уровне внутренней логики управления микросхемы.

В первом случае (рис. 1а) управление двумя независимыми нагрузками осуществляется от единых управляющих сигналов. Нагрузки, соответственно, включаются между истоком нижнего транзистора и шиной высоковольтного питания (драйвер нижнего плеча), а также между стоком верхнего транзистора и землей (драйвер верхнего плеча). Так называемые средние точки (сток верхнего транзистора и исток нижнего транзистора) не соединены между собой.

Рис. 1. Упрощенные схемы управления MOSFET- и IGBT-транзисторами

На рис. 1 показаны соответствующие этим типам драйверов схемы управления.

Независимые драйверы верхнего и драйверы нижнего плеча полумоста, интегрированные в одной микросхеме (High and Low Side Driver);Драйверы верхнего и драйверы нижнего плеча, включенные по схеме полумоста (Half-Bridge Driver);Драйверы верхнего плеча (High Side Driver);Драйверы нижнего плеча (Low Side Driver).

В большинстве случаев используется следующая классификация высоковольтных драйверов:

Мощные полевые MOSFET-транзисторы и биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT-транзисторы) являются базовыми элементами современной силовой электроники и используются в качестве элементов коммутации больших токов и напряжений. Однако для согласования низковольтных логических управляющих сигналов с уровнями управления затвора MOSFET- и IGBT-транзисторов требуются промежуточные устройства согласования - высоковольтные драйверы (в дальнейшем, для краткости, под «высоковольтными драйверами» будем понимать «высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов»).

В линейке аналоговых и смешанных интегральных схем, выпускаемых компанией STMicroelectronics, важное место занимают драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов. В статье рассматриваются высоковольтные драйверы компании STM. Основное внимание уделяется современным сериям высо-ковольтных драйверов L638x и L639x.

Андрей Никитин (г. Минск)

Статьи по схожей тематике: , , , ,

Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов

» » » Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов

Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов