Bootstrap kondensators pus tilta vadības ķēdē

Integrētās shēmas - puslīdz tilta draiveri, piemēram, IR2153 vai IR2110, ietver tā dēvētā sāknēšanas (atdalītā) kondensatora iekļaušanu vispārējā ķēdē neatkarīgai enerģijas padevei augšējās atslēgas vadības ķēdē.

Kamēr apakšējā atslēga ir atvērta un vada strāvu, sāknēšanas kondensators caur šo atvērto apakšējo taustiņu ir savienots ar negatīvās enerģijas kopni, un šajā laikā tas var saņemt lādiņu caur sāknēšanas stresa diodi tieši no vadītāja barošanas avota.

Kad apakšējā atslēga ir aizvērta, bootstrap diode pārtrauc maksas piegādi bootstrap kondensatoram, jo ​​tajā pašā brīdī kondensators ir atvienots no negatīvās kopnes, un tagad tas var darboties kā peldošs enerģijas avots augšējā pus tilta atslēgas vārtu vadības ķēdē.

Šāds risinājums ir pamatots, jo atslēgu pārvaldībai bieži nepieciešamā jauda ir salīdzinoši maza, un patērēto enerģiju var vienkārši periodiski papildināt no vadītāja zemsprieguma barošanas tieši energobloka darbības laikā. Spilgts piemērs ir gandrīz jebkura mazjaudas invertora 12-220 izejas zemfrekvences.

Runājot par sāknēšanas kondensatora ietilpību, tai nevajadzētu būt ne pārāk lielai (lai varētu pilnībā uzlādēt laikā, kamēr apakšējā atslēga ir atvērta), ne arī pārāk mazai, lai ne tikai pirms laika izlādētos uz ķēdes elementiem, bet arī jāspēj pastāvīgi turēt pietiekamu daudzumu. uzlādējiet bez manāma sprieguma krituma, lai šī uzlāde būtu vairāk nekā pietiekama augšējā taustiņa vadības ciklam.

Tāpēc, aprēķinot bootstrap kondensatora minimālo kapacitāti, tiek ņemti vērā šādi nozīmīgi parametri: vārtu slēdža Qg lielums, mikroshēmas izejas posma pašreizējais patēriņš statiskajā režīmā ir un sprieguma kritums pāri bootstrap diodei Vbd.

Mikroshēmas izejas stadijas pašreizējo patēriņu var ņemt ar rezervi Is = 1mA, un sprieguma kritums visā diodē jāpieņem vienāds ar Vbd = 0.7V. Kas attiecas uz kondensatora tipu, tam jābūt kondensatoram ar minimālu noplūdes strāvu, pretējā gadījumā būs jāņem vērā arī kondensatora noplūdes strāva. Tantala kondensators ir labi piemērots bootstrap lomai, jo šāda veida kondensatoriem ir vismazākā noplūdes strāva no citiem elektrolītiskiem kolēģiem.

Aprēķina piemērs

Pieņemsim, ka mums jāizvēlas sāknēšanas kondensators, kas darbina augšējā taustiņa vadības ķēdi pus tiltam, kas samontēts uz IRF830 tranzistoriem un darbojas ar frekvenci 50 kHz, un vārtu slēdža lādiņu (vadības spriegums, ņemot vērā sprieguma kritumu visā diodē, būs 11,3 V) pie šī sprieguma. 30 nC (pilnu vārtu lādiņu Qg nosaka datu lapa).

Ļaujiet sprieguma pulsācijai uz sāknēšanas kondensatora nepārsniegt dU = 10 mV. Tas nozīmē, ka galvenā pieļaujamā sprieguma maiņa bootstrap kondensatorā vienā pus tilta darbības ciklā jāveic diviem galvenajiem patērētājiem: pašai mikroshēmai un tā kontrolētā lauka staba vārtiem. Tad kondensators tiks uzlādēts caur diodi.

Mikroshēmas attīstības cikls ilgst 1/50000 sekundes, kas nozīmē, ka, patērējot statiskā režīmā 1 mA, mikroshēmas izkliedētā maksa būs vienāda ar

Q mikroshēmas = 0,001 / 50000 = 20 nC.

Q vārti = 30 nC.

Atdodot šos lādiņus, spriegumam visā kondensatoram nevajadzētu mainīties vairāk kā par 0,010 mV. Tad:

SB * dU = Q mikroshēma + Q vārti.

Atiestatīt = (Q ķēdes + Q vārti) / dU.

Mūsu piemēram:

Cbt = 60 nl / 0,010V = 6000 nF = 6,0 uF.

Mēs izvēlamies kondensatoru ar ietilpību 10 mikrofaradas 16 V, tantala. Daži izstrādātāji iesaka pietiekami precīzi reizināt kondensatora minimālo kapacitāti ar 5-15.Runājot par sāknēšanas diodi, tai jābūt ātras darbības un jāiztur pus tilta barošanas daļas maksimālais spriegums kā pretējs.