Zasady doboru sterowników bramki w konwerterach mocy

Niemal wszystkie urządzenie elektroenergetyczne stosują konwersję mocy. To rodzi potrzebę wykorzystania sterowników dla tranzystorów. Doradzamy, jakie parametry należy brać pod uwagę przy wyborze sterownika bramkowego w konwerterze mocy.

Jakie funkcje pełnią sterowniki w konwerterach mocy?

Układy scalone sterowników to de facto interfejsy pomiędzy sygnałem sterującym wytwarzanym przez kontroler cyfrowy lub analogowy a różnymi rodzajami przełączników mocy, takimi jak tranzystory IGBT, tranzystory MOSFET czy krzemowe SIC. Pozwalają one na zredukowanie złożoności projektów konwerterów, jak również znacznie zmniejszają czas ich opracowywania. Zwiększają też niezawodność konwertera, dzięki zamontowanym obwodom ochronnym.

Różnice pomiędzy poszczególnymi sterownikami

Sterownik bramkowy musi być dobrze dopasowany do specyfiki tranzystora, by ten mógł w pełni wykorzystywać swoje możliwości. Oferujemy wiele scalonych sterowników bramek do konwerterów mocy. Sterowniki różnią się między innymi sposobem generowania napięcia zasilającego dla układu. Konstruktor przy projektowaniu sterownika powinien wziąć pod uwagę między innymi rozmiar, wymaganą sprawność, częstotliwość przełączania czy dostępność obwodów zabezpieczających.

O czym pamiętać przy doborze sterownika do tranzystora?

Jeśli mówimy o tranzystorach MOSFET i IGBT, to niezbędny do ich załączenia ładunek bramki wpływa na wydajność prądową sterownika dla danej częstotliwości. W tym wypadku przy wyborze należy się kierować pojemnością bramka-źródło sterowanego tranzystora, ale jednocześnie powinno się też uwzględniać wartość pojemności dren-bramka.

Krzemowe tranzystory SIC z węglika krzemu umożliwiają funkcjonowanie konwertera przy wyższej częstotliwości kluczowania, dlatego wymogi dla takiego sterownika dotyczą większej liczby parametrów. Wówczas trzeba wziąć pod uwagę wyższą wydajność prądo. Ponadto sterowniki dla kluczy SiC gwarantują dokładne dopasowanie czasu propagacji sygnału wejściowego dla zminimalizowania czasu martwego podczas przełączania, a związku z tym bezpiecznego zwiększenia wydajności konwertera. Sprawdzić również należy, czy sterownik posiada pełny zestaw obwodów ochronnych, wliczając w to aktywny układ kasowania efektu Millera. Wyklucza on negatywny wpływ pojemności bramka-dren przełącznika na proces komutacji.

Zobacz również

Modułowy system przekształtnikowy z dedykowanym zasobnikiem bateryjnym

Radosław Sobieski 22 września 2021

Wzrost udziału energii elektrycznej generowanej w rozproszonych układach energetyki odnawialnej oraz ograniczenia możliwości przesyłowych systemu elektroenergetycznego doprowadziły do konieczności wprowadzenia nowych rozwiązań technicznych zapewniających ciągłą i…

Czytaj więcej

ModMAG21 – modułowy magazyn energii

Radosław Sobieski 22 czerwca 2021

Modułowy magazyn energii stabilizuje sieć prądu stałego lub przemiennego w chwilach dynamicznych zmian obciążenia. Sprzęgnięty z odnawialnymi źródłami energii OZE (np. farmy fotowoltaiczne i wiatrowe) kompensuje…

Czytaj więcej

Działanie magazynów energii w dobie odnawialnych źródeł energii

markel 02 maja 2024

W epoce rosnącego znaczenia odnawialnych źródeł energii, magazyny energii odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu stabilności i efektywności systemów energetycznych. W Polsce, gdzie rozwój sektora energii odnawialnej…

Czytaj więcej

Cięcie wodą i jego rola w przemyśle

markel 02 kwietnia 2024

Za pomocą wody również można dokonywać obróbki mechanicznej. Ta niezwykle precyzyjna metoda obróbki zyskuje coraz większą popularność w różnych sektorach przemysłu. 

Czytaj więcej

Różnice między układem DSP a FPGA

markel 05 marca 2024

W świecie elektroniki układy DSP i FPGA odgrywają kluczowe role w przetwarzaniu sygnałów i realizacji złożonych funkcji. Czym jednak różnią się od siebie te dwa rodzaje…

Czytaj więcej