шим-ключ


Выходной высоковольтный ключ с ШИМ-модуляцией

для накачки плазменного коллиматора

Обновление линейки силовых IGBT-транзисторов IXYS позволяет по-новому подойти к решению проблемы надежного выходного ключа на 1200 В с регулируемой в достаточно широких пределах формой импульса от чисто прямоугольных до апериодических и экспоненциальных с независимой регулировкой длительностей фронта, спада и плоской вершины импульса.В качестве ключа выбран транзистор IXYB82N120C3H1 в корпусе PLUS264,1040 Вт,1200В/160А(25С)/82А(110С),20…50кГц,Vce3,2B,Tfi 93нсек.

Коротко о транзисторе IXYB82N120C3H1:

Ключ для шим

Область RBSOA расширена до напряжения запирания устройства, что дополнительно характеризует надёжность  XPT IGBT IXYS.

Транзисторы доступны со встроенным антипараллельным сверхбыстрым Sonic-FRD™ диодом IXYS (Sonic-FRD™ — суффикс H1, например IXYN82N120C3H1). Сочетание технологий XPT™ и Sonic-FRD™ позволяет снизить потери выключения транзистора. При этом мягкое восстановление встраиваемого Sonic-FRD™ диода позволяет XPT IGBT включаться при очень высоких di/dt при любой температуре и даже в случае малых токов, а также обеспечивает снижение уровня электромагнитных помех, независимо от уровня коммутируемых токов.

Особенности:

 — высокая мощность — работа в режиме «жесткого» переключения до 50 кГц — устойчивость к лавинному пробою — прямоугольную область RBSOA — возможность параллельного включения — малая энергия для управления — высокая крутизна по управлению (усиление)

Такие характеристики,и прежде всего достаточно высокая частота «жесткого переключения» вплоть до 50 кГц в совокупности с высоким напряжением коммутации до 1200В,мощностью рассеяния 1040 Вт,током коммутации до 82А при температуре 110 С и наконец практически прямоугольной областью безопасной работы позволили реализовать формирование выходных импульсов модулятора практически произвольной формы при помощи ШИМ-модуляции.До сих пор были либо транзисторы IGBT на 1200В и достаточно большие токи,но очень низкочастотные,что не позволяет реализовать ШИМ-управление на приемлемых частотах порядка 30-50 кГц(один из лучших предшественников-транзистор IRG7PSH73K10PbF имеет такие характеристики:

но совершенно не приспособлен для работы на приемлемых для нашей задачи частотах:

С другой стороны есть достаточно быстродействующие Power MOSFET транзисторы,которые явно не проходили по вольтажу,коммутируемому току и области безопасной работы. И только транзистор IXYB82N120C3H1 объединяет в себе лучшие качества IGBT и MOSFET и позволяет решить поставленную задачу.

Итак,перейдем от предисловий к делу.Сразу оговорюсь,что в данном ключе используется предварительное аппаратное формирование импульсов в аналоговой форме,последующее формирование из них шим-последовательноси на UC3823 и управление транзистором этой последовательностью. Возможно формирование шим-последовательности в цифровом виде при помощи программируемого контроллера Arduino Mega 2560. Скетч и схему гальванической развязки я изложу в следующей статье.Предварительные исследования повторяемости формы поданного на вход ключа импульсного сигнала произвольной формы с внешнего программируемого генератора импульсов показали отличную повторяемость формы в диапазоне частот 10-60 Гц при частоте квантования 40 кГц.Формы импульсных последовательностей и соответствующих им выходных импульсов приведены на рисунках ниже: Ключи для шим

Ключ для шим

Ключ для шим

Ключи для шим

Ключ для шим

Ключ для шим

Ключи для шим

Ключ для шим

Ключ для шим

Ключи для шим

Схема устройства с аппаратным формированием формы выходного импульса приведена на рис.1.

Ключ для шим






See also:
Яндекс.Метрика