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智能功率器件的原理和应用

智能功率器件的原理和应用

点击数:7352 次   录入时间:03-04 11:44:18   整理:http://www.55dianzi.com   电工技术
  6)禁止对状态控制器进行操作。

  D为功率开关管漏极引出端。

  MC33370的内部主要包括9部分:

  1)振荡器;

  2)并联调整器/误差放大器;

  3)脉宽调制比较器与脉宽调制触发器;

  4)外部关断电路及关断触发器;

  5)电流极限比较器及功率开关管;

  6)启动电路;

  7)欠压锁定电路;

  8)过热保护电路;

  9)状态控制器。

由MC33374T/TV构成的15V/3.5A、52W开关电源的电路。其交流输入电压u的允许变化范围是92V~276V。VD1~VD4为整流桥。初级保护电路由RC吸收电路(R2、C2)和钳位保护电路(VDZ、VD5)构成,能有效抑制高频变压器漏感产生的尖 峰 电 压 , 保 护MC33374内 部 的 功 率 开 关 管 不 受 损 坏 。VDZ采 用 P6KE200A型 瞬 态 电 压 抑 制 器 ( TVS) , 图 中 阻 容 元 件R1、C3的 序 号 空 缺 , 根 据 需 要 亦 可 将R2、C2的 串 联 电 路 , 改 成 由R1(20 kΩ 、 2 W)和C3( 0.1 μ F、 400 V) 并 联 后 再 串 以 超 快 恢 复 二 极 管 , 组 成R、C、VD型 保 护 电 路 。C5为UCC端 的 旁 路 电 容 。 SB为 控 制 开 关 电 源 通 、 断 状 态 的 按 键 。VD6与C6组 成 反 馈 绕 组 输 出 端 的 高 频 整 流 滤 波 器 。 次 级 高 频 整 流 管 采 用 MBR20100CT( 20 A/ 100 V) 型 肖 特 基 二 极 管 。 此 管 属 于 共 阴 对 管 , 两 个 阴 极 在 内 部 短 接 , 使 用 时 需 将 两 个 阳 极 在 外 部 连 通 , 作 并 联 接 法 。 由C8、C11、L、C12和C13组 成 输 出 滤 波 电 路 。 设 计 印 制 板 时 还 可 预 先 留 出C9、C10的 位 置 , 以 便 由C8~C11这 4只 电 容 并 联 成 滤 波 电 容 , 进 而 使L0减 小 到L0/4。

 由可调式精密并联稳压器TL431B构成外部误差放大器,它还与光耦合器MOC8103组成了光耦反馈电路。其稳压原理是当输出电压Uo发生波动时,经R5、R6分压后得到的取样电压就与TL431B中的2.5V基准电压进行比较,产生外部误差电压Ur′,再通过光耦合器使第2脚的反馈电流IFB产生相应的变化,并以此调节输出占空比,达到稳压目的。C14用来滤除由高频变压器初、次级耦合电容所造成的共模骚扰。C7为控制环路的补偿电容。

  2.2 BTS412B型智能功率开关

  BTS412B型智能功率开关采用TO-220封装,它有5个引出端:

  UBB为工作电源电压端。

  GND为公共地。

  IN为控制信号输入端。

  ST为状态输出端。

  OUT为功率输出端。

  芯片内部主要包括逻辑电路、电压检测电路、整流器、充电泵、功率MOSFET。此外,还有防止静电放电(ESD)的保护电路,过电压保护、过流保护、负载开路及短路保护电路,对电感负载的保护电路,对功率MOSFET栅极进行保护的电路。

  BTS412B的主要技术参数为UBB》50V,连续输出的负载电流IL=1.4A,最大峰值电流ILIMIT=25A,导通电阻RON=0.25Ω。

  使用两片BTS412B作高端开关,另用两只BUZ71L型50V、14A、40W的N沟道场效应管作低端开关,可构成如图4所示的H桥双向直流电动机驱动电路。BUZ71L的导通电阻仅为0.1Ω。当发生故障时,从ST端输出的状态信号就通过晶体管JE9013驱动LED发光,作为报警指示。

 3 智能功率模块的原理与应用

  由日本三菱电机公司开发出的IPM系列产品,属于第三代智能功率模块。它采用第三代IGBT来代替传统的功率MOSFET和双极型达林顿管,并配以功能完善的控制及保护电路,构成了一种理想的高频软开关模块。这类模块特别适用于正弦波输出的变压变频(VVVF)式变频器中。

  模块内部主要包括欠压保护电路、驱动IGBT的电路、过流保护电路、短路保护电路、温度传感器及过热保护电路、门电路和IGBT。该系列产品配16位单片机后构成的通用VVVF变频器的原理图,

 

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