СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2010-5

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 42 WWW.SOEL.RU Данный тип драйвера на основе ТГР является весьма распространённым и часто применяется в различных ис точниках питания ключевого типа благодаря своей простоте и эффек тивности. Описание работы этого драйвера можно найти в литературе; мы отметим лишь некоторые особен ности драйверов подобного типа. Цепь VD1, VD2 ограничивает напря жение на первичной обмотке ТГР на уровне, достаточном для надёжного размагничивания его магнитопрово да, а также обеспечивает ограниче ние напряжения на стоке транзисто ра VT1. Такое решение позволяет отказаться от использования допол нительной размагничивающей об мотки трансформатора Т1 и упрос титьсхему. Характеристики подобных драйве ров в первую очередь определяются параметром ТГР, который должен иметь минимальную индуктивность рассеяния и достаточную электричес кую прочность между первичной и вторичной обмотками. На практике эти требования сложно выполнить одновременно. Для минимизации индуктивности рассеяния желатель на бифилярная намотка всех обмо ток Т1, что предполагает равенство их витков. Наличие конечной вели чины индуктивности рассеяния при водит к появлению индуктивных выбросов («иголок») на фронтах нап ряжения вторичных обмоток. Для ограничения амплитуды этих выбро сов в схеме рис. 1 используются ста билитроны VD5, VD6. С этой же целью номинал резистора R6 выбран не большим (для шунтирования затвора силовых ключей по постоянному току достаточно резистора 3…10 кОм). В качестве VT2 желательно использо вать транзистор с минимальным нап ряжением насыщения V CEsat , макси мальным коэффициентом передачи тока базы и граничной частотой не менее 50 МГц. Номинал затворных ре зисторов R4, R5 зависит от типа при менённых транзисторов, в данном случае – HGTG12N60A4. Использова ние «замыкающего» транзистора VT2 существенно улучшает параметры драйвера на этапе запирания тран зисторов VT3, VT4. Аналогичный драйвер на основе ТГР давно используется в линейке свароч ных инверторов CaddyфирмыESAB. На рисунке 2 приведена схема драйвера ИИСТ ESABCaddy LHN130/140/200 [10]. В младшей модели, рассчитанной на ток 130 А, используются два включен ных параллельно транзистора (VT4 и VT5) в каждом плече силового «косого моста». В старших моделях количество параллельных транзисторов увеличе но до восьми. Главное различие драйверов ESAB и Cemont – использование отрицатель ного смещения на затворе выключен ных силовых транзисторов в схеме от ESAB. Отрицательное смещение фор мируется с помощью источника на пряжения на элементах VD4 и C3. Во время рабочего полупериода конден сатор С3 заряжается через диодыVD2 и VD3, зарядный ток которых ограничи вается цепочкой R2+R3 (C2 – форси рующий конденсатор). Применение отрицательного смещения на затворе позволяет использовать в качестве VT2 и VT3 транзисторы с относительно большим напряжением насыщения V CEsat , в том числе составные. Кроме этого, напряжение питания входной части драйвера V DRV приходится увеличивать на величину напряжения отрицательного смещения, которое обычно выбирается в диапазоне –(3…8) В. Длительное и массовое ис пользование фирмой ESAB драйвера с такой схемотехникой в своих издели ях подтверждает высокуюнадёжность и эффективность данного решения. На рисунке 3 показана схема драйве ра сварочного инвертора «Норма 200» производства НПП «ФЕБ» [11]. Силовая часть этогоИИСТ выполнена по мосто вой топологии, поэтому на вторичной стороне трансформаторов Т1 и Т2 ор ганизовано четыре канала управления затворами с гальванической развяз кой. Трансформаторы Т1 и Т2 работа ют в двухтактном режиме, что позволя ет управлять затворами силовых тран зисторов VT5 – VT8 двухполярными импульсами напряжения с амплитудой порядка 15 В. Демпфирующие цепочки R7C3, R8C4, R9C5 и R10C6 снижают амплитуду индуктивных выбросов напряжения на вторичных обмотках ТГР. В целом драйвер прост схемотех нически и каких либо особенностей не имеет. Как уже отмечалось выше, Рис. 2. Драйвер семейства сварочных инверторов ESAB Caddy LHN130/140/200 СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2010 Рис. 1. Драйвер ИИСТ COLT 1300 фирмы Cemont © СТА-ПРЕСС