Pogon diskretnog tranzistora s efektnim komponentama

Jedna je stvar kada se za kontrolu brzine nalazi snažni terenski tranzistor s teškim vratima gotov upravljački program u obliku specijaliziranog čipa poput UCC37322, i sasvim je drugačije kad takvog pokretača nema, a shema upravljanja ključevima za uključivanje / isključivanje mora se implementirati ovdje i sada.

U takvim je slučajevima često potrebno pribjeći diskretnim elektroničkim komponentama koje su na raspolaganju, a već iz njih sastaviti pokretač okidača. Slučaj, čini se, nije lukav, međutim, da bi se dobili adekvatni vremenski parametri za prebacivanje tranzistora s efektom polja, sve se mora učiniti učinkovito i pravilno raditi.

Vrlo vrijednu, sažetu i kvalitetnu ideju s ciljem rješavanja sličnog problema predložio je Sergej BSVi još 2009. godine u svom blogu "Stranica ugrađivača".

Autor je strukturu uspješno testirao u polovici mosta na frekvencijama do 300 kHz. Konkretno, na frekvenciji 200 kHz, s kapacitetom opterećenja od 10 nF, bilo je moguće dobiti prednje stranice s dužinom ne većom od 100 ns. Pogledajmo teorijsku stranu ovog rješenja i pokušajmo detaljno razumjeti kako ova shema funkcionira.

Glavne struje naboja i pražnjenja vrata kada se otključavaju i zaključavaju protok glavnog ključa kroz bipolarne tranzistore izlazne faze vozača. Ti tranzistori moraju izdržati vršnu regulacijsku struju vrata, a njihov maksimalni napon kolektora i emitora (prema listi podataka) mora biti veći od napona napajanja vozača. Obično je 12 volti dovoljno za kontrolu poljskog zatvarača. Što se tiče vršne struje, pretpostavljamo da ona ne prelazi 3A.

Ako je za kontrolu ključa potrebna veća struja, tada moraju biti i snažniji tranzistori izlazne faze (naravno, s odgovarajućom ograničavajućom frekvencijom prijenosa struje).

Za naš primjer, komplementarni par - BD139 (NPN) i BD140 (PNP) prikladan je kao tranzistori izlazne faze. Imaju granični napon kolektora i emitora od 80 volti, vršnu struju kolektora od 3A, frekvenciju prijenosa granične struje od 250 MHz (važno!) I minimalni koeficijent prijenosa statičke struje od 40.

Za povećanje pojačanja struje u krugu izlazne faze dodaje se dodatni komplementarni par niskonaponskih tranzistora KT315 i KT361 s maksimalnim povratnim naponom od 20 volta, minimalnim koeficijentom statičke struje od 50 volta i graničnom frekvencijom od 250 MHz što je veći od izlaznog tranzistora BD139 i BD140 ,

Kao rezultat, dobivamo dva para tranzistora spojenih u skladu s Darlingtonovim krugom s ukupnim minimalnim koeficijentom prijenosa struje 50 * 40 = 2000 i graničnom frekvencijom od 250 MHz, tj. Teoretski u granici brzina prebacivanja može doseći nekoliko nanosekundi. Ali budući da govorimo o relativno dugim procesima naboja i pražnjenja kapacitete vrata, ovaj će put biti za redom veći.

Upravljački signal mora se dovoditi u kombiniranu bazu tranzistora KT315 i KT361. Struje otvaranja baza NPN (gornji) i PNP (donji) tranzistori moraju biti odvojene.

U tu svrhu u krug su mogli biti ugrađeni izolacijski otpornici, ali rješenje s ugradnjom pomoćne jedinice na KT315, otpornik i diodu 1n4148 pokazalo se mnogo učinkovitijim za ovaj određeni krug.

Funkcija ovog uređaja je brzo aktiviranje osnove gornjih tranzistora stepena struje male struje pri primjeni višeg napona na bazu ovog uređaja i jednako brzo kroz diodu povucite osnove na minus kada se na dnu jedinice pojavi signal najniže razine.

Da biste mogli upravljati ovim pokretačem iz izvora niske struje s izlaznom strujom reda od 10 mA, u krug su ugrađeni tranzistor s efektom polja niske struje KP501 i optoelektor velike brzine 6n137.

Kad se upravljačka struja primijeni kroz lanac od 2-3 optoplera, izlazni bipolarni tranzistor unutar nje prelazi u provodno stanje, a na priključku 6 nalazi se otvoreni kolektor na koji je priključen otpornik, koji povlači vrata tranzistora s efektom polja niskog napona KP501 na magistralu optoelektora.

Dakle, kada se signal visoke razine dovede na ulaz optoparnika, signal niske razine bit će na vratima regulatora polja KP501 i on će se zatvoriti, pružajući mogućnost struji da teče kroz bazu gornjeg prema shemi KT315 - vozač će napuniti vrata glavnog regulatora polja.

Ako na ulazu optoparnika postoji signal niske razine ili nema signala, tada će se na izlazu optoelektronike pojaviti signal visoke razine, KP501 zatvarač će se napuniti, njegov će se sklop sklopiti zatvoriti, a osnova gornjeg kruga prema krugu KT315 povući će se na nulu.

Stupanj izlaza vozača počet će ispuštati vrata ključa kojim upravlja. Važno je napomenuti da je u ovom primjeru napon napajanja optoparnika ograničen na 5 volti, a glavni stupanj pogonskog sklopa pokreće napon od 12 volti.