Власне, ось, мабуть, і все те основне, що необхідно сказати про вітчизняних драйверних розробках Тепер ми перейдемо до розповіді про драйвери, вироблених провідними зарубіжними фірмами Зокрема, ми поговоримо про драйвери фірми «Semikron» [33] і про драйвери фірми «CT-Concept» [34] Фірма «Semikron» поділяє випускаються драйвери на три основні серії, в значній мірі відрізняються один від одного своїм конструктивним виконанням:

• серія SKYPER Driver core

• серія SKHI-DRIVE PCB-mountable

• серія SKHI-DRIVE Plug-and-play

Основні параметри драйверів названих серій наведено в табл 232

Тіпономінала драйвера

Число

каналів

Напруга силового ланцюга, В

Напруга управління затвором, В

Вихідний піковий струм, А

Частота перемикання, кГц

Напруга ізоляції, В

____________________ SKYPER Driver Соге__________________________ |

Skyper32 (R)

2

1700

+15/-7

15

50

4000 |

Skyper32Pro (R)

2

1700

+15/-7

15

50

4000

_______ SKHI-DRIVE PCB-mountable____________________________________

SKHI-21-A-(R)

2

1200

ч-15 / Про

8

50

2500

SKHl-21-A/B-(R)

2

1200

+15/-7

8

50

2500 |

SKHI-22-A/B-H4-(R)

2

1700

+15/-7

8

50

4000 I

SKHI-24-(R)

2

1700

+15/-8

15

50

4000

SKHI-61-(R)

6

900

+15/-6,5

2

50

2500 |

SKHI-71-(R)

7

900

+15/-6,5

2

50

2500

SKHI-DRlVE Plug-and-play________________________

SKHI-lO/12-(R)

1

1200

+15/-8

9,6

100

2500

SKHI-10/17-(R)

1

1700

+15/-8

9,6

100

4000

SKHI-23/12-(R)__

2

1200

+15/-8

4,8

100

2500

SKHI-23-17-(R)

2

1700

+15/-8

4,8

100

4000

SKHI-26-W

2

1600

+15/-8

10

100

4000 I

SKHI-27-W

2

1700

+15/-8

30

10

4000 |

Зовнішній вигляд драйверів серії SKYPER Driver Соге наведено на рис 2340 Це – друкована плата з розмірами 66 x 67 x 19 мм Драйвери призначені для управління IGBT транзисторами, включеними по мостовій схемою Вони мають у своєму складі вбудований і

гальванічно розвязаний джерело живлення для силової драйверной частини, схему зниження напруги живлення для силової драйверной частини, схему захисту від коротких викидів напруги (short pulse suppression), схему захисту від зниження напруги живлення (under-voltage protection), блокування одночасного включення транзисторів «верхнього» і «нижнього» плеча (drive interlock), динамічний захист від впливу коротких імпульсів (dynamic short circuit protection) на вхід контролю насичення ланцюга «коллектореміттер», вузол аварійного управління (failure management), роздільне завдання струмів відкривання і заривання затворів керованих транзисторів

На рис 2342 показана ланцюг моніторингу насиченого стану керованих транзисторів Номінали елементів цього ланцюга оп-

На рис 2341 показана типова схема включення драйверів серії SKYPER Driver Core Харчування драйвера здійснюється від однополярного джерела напругою 15 В, управленіедрайвером відбувається через висновки INPUT ТОР і INPUT ВОТ, також драйвером формується вихідний діагностичний сигнал ERROR OUT З іншими елементами обвязки читачі вже знайомі, тому додаткових пояснень ми приводити не будемо, за винятком деяких подробиць щодо ланцюга моніторингу насичення силового транзистора, розрахунок елементів якої наведено нижче

Рис 2341 Типова схема включення драйвера серії SKYPER Driver Core

ределяются виходячи з контрольованої величини напруги насичення VCEsat і часу блокування контролю tbl за формулою

Рис 2342 До розрахунку елементів ланцюга моніторингу насичення

Підстановка величин у наведені формули (236) і (237) слід здійснювати відповідно до зазначених в квадратних дужках одиницях

Зовнішній вигляд драйверів серії SKHI-DRIVE PCB-mountable наведено на рис 2343 Ці драйвери являють собою функціонально-закінчені модулі, поміщені в захисний корпус з габаритними розмірами 55 x 55 x 16 мм Монтаж драйверів виконується на додатковій друкованій платі, конструктивне виконання якої розробляється під конкретний силовий модуль

У своєму складі драйвери мають повністю закінчені вузли управління силовими транзисторами, вбудований гальванічно розвязаний джерело живлення, схему моніторингу аварійного стану На рис 2344 показана функціональна схема драйвера Цікавою особливістю схеми є можливість завдання захисної паузи «мертвий час» при перемиканні транзисторів «верхнього» і «нижнього» плеча дискретно, з допомогою установки сигналів високого чи низького рівня на висновках P5, P6, P9 (TDT1, SELECT, TDT2) При цьому здійснюється вибір часового інтервалу (в мкс) з ряду 0,0 1,3 2,3 3,3 4,3 Схема придушення коротких імпульсів дозволяє заблокувати проходження на вихід драйвера імпульсів тривалістю менше 500 нс Вбудована схема моніторингу внутрішнього напруги живлення відстежує номінальне напруга живлення 15 В, і при зниженні його нижче 13 В встановлює сигнал помилки ERROR драйвера Також відслідковується стан насичення силового транзистора через висновки S1 і S2 При виникненні аварії виконується сигналізація за допомогою обробки сигналу, що знімається з виходу ERROR

Рис 2344 Функціональна схема драйверів серії SKHI-DRIVE PCB-mountable

Передбачена в схемі RC-ланцюжок RCE, ЗРЄ призначена для регулювання часу блокування моніторингу стану насичення керованого транзистора Вибір номіналів цих елементів здійснюється виходячи з величини напруги насичення керованого

IGBT транзистора VCEsat і часу блокування контролю tbl по наступних співвідношеннях:

Третій вид драйверів серії SKHI-DRIVE Plug-and-play являє собою модулі на основі друкованої плати, яка встановлюється в безпосередній близькості від керованого IGBT модуля і підключається до модуля з допомогою проводів Зовнішній вигляд одноканального драйвера цієї серії показаний на рис 2345

Рис 2345 Зовнішній вигляд драйверів серії SKHI-DRIVE Plug-and-play

З метою полегшення застосування своїх драйверів фірма-виробник розробила для них технологію «plug-and-play» («підключай і працюй»), яка виражається в наявності на драйверних платах перемичок типу «Джампер» Встановлюючи за допомогою перемикань джамперів необхідний режим роботи, можна застосовувати один і той же драйвер в різних перетворювачах (що важливо в промисловому виробництві з точки зору уніфікації комплектуючих елементів і скорочення їх номенклатури), а також скоротити час на складання і настройку перетворювача (що також важливо при створенні промислової конкурентоспроможної продукції)

На рис 2346 наведена функціональна схема одноканального драйвера SKHI 10/12 Набір функцій у нього – стандартний, тому не будемо знову описувати їх, а згадаємо елементи, задіяні

Рис 2346 Функціональна схема драйверів серії SKHI-DRIVE

Plug-and-play

для забезпечення технології «підключай і працюй» Як видно зі схеми, цих елементів тут три: джампери J1, J2, J3 Джампер J1 призначений для установки режиму управління вхідний логічною схемою від 5-вольтової, або від 15-вольтової КМОП-логіки Джампер J2 встановлює режим управління затворами IGBT транзисторів: тут можливі режими завдання роздільних струмів відкривання і закривання, або однакових струмів управління Призначення джампера J3 – підключення зовнішнього або внутрішнього навантажувального резистора для сигналу скидання драйвера

Фірма «CT-Concept» [34] спеціалізується на випуску драйверів різних виконань для управління IGBT збірками середньої та великої потужності Унікальною особливістю цієї фірми є випуск номенклатури драйверів, розрахованих для установки на модулі від провідних виробників силової електроніки – «Dynex», «Infmeon-Eupec», «Mitsubishi-Electric» Втім, драйвери можуть встановлюватися і на аналогічні модулі, вироблені іншими фірмами, оскільки в цілому корпусу IGBT модулів сьогодні мають високий ступінь уніфікації Цікаво також відзначити, що частина драйверів фірми «CT-Concept» мають оптоволоконний інтерфейс звязку зі схемою формування ШІМ-сигналів Всі драйвери цієї фірми випускаються за технологією «plug-and-play»

Основна номенклатура драйверів, вироблюваних в даний час «CT-Concept», наведена в табл 233 Драйвери класифіковані за величиною допустимого напруги в силовому ланцюзі

Тіпономінала

драйвера

Струм силового ланцюга IGBT збірки, А

Кількість

каналів

Тип вхідного інтерфейсу

Тип корпусу IGBT модуля

Для IGBT модулів на напругу 1200 В

2SD316EI-150

150

2

Електричний

EconoDUAL

6SD312EI-150

150

6

Електричний

EconoPACK+ j

2SD316EI-225

225

2

Електричний

EconoDUAL |

6SD312EI-225

225

6

Електричний

EconoPACK+ |

2SD316EI-300

300

2

Електричний

EconoDUAL I

6SD312EI-300

300

6

Електричний

EconoPACK+ |

2SD316EI-450

450

2

Електричний

EconoDUAL |

6SD312EI-450

450

6

Електричний

EconoPACK+

2SB315A-800

800

2

Електричний

130 x 140 мм

2SB315B-800

800

2

Оптичний

130 x 140 мм

2SB315A-1200

1200

2

Електричний

130 x 140 мм

2SB315B-1200

1200

2

Оптичний

130 x мм

lSD418F2-2400

2400

1

Оптичний

190 x 140 мм

lSD536F2-2400

2400

1

Оптичний

190 x 140 мм

lSD536F2-3600

3600

1

Оптичний

190 x мм

Для IGBT модулів на напругу 1700 В

2SD316EI-150

150

2

Електричний

EconoDUAL

6SD312EI-150

150

6

Електричний

EconoPACK+

2SD316EI-225

225

2

i____

Електричний

EconoDUAL

6SD312EI-225

225 6

Електричний

EconoPACK+ |

2SD316EI-300

300 2

Електричний

EconoDUAL j

6SD312EI-300

300 6

Електричний

EconoPACK+

2SD316EI-450

450 2

Електричний

EconoDUAL j

6SD312EI-450

450 | 6

Електричний

EconoPACK+ |

2SB315A-800

800 2

Електричний

130 x 140 мм

Тіпономінала

драйвера

Струм силового ланцюга IGBT збірки, А

Кількість

каналів

Тип вхідного інтерфейсу

Тип корпусу IGBT модуля

2SB315B-800

800

2

Оптичний

130 x 140 мм

2SB315A-1200

1200

2

Електричний

130 x 140 мм

2SB315B-1200

1200

2

Оптичний

130 x 140 мм

lSD418F2-2400

2400

1

Оптичний

190 x 140 мм

lSD536F2-2400

2400

1

Оптичний

190 x 140 мм

lSD536F2-3600

3600

1

Оптичний

190 x 140 мм

Для IGBT модулів на напругу 2500 В

1SD536F2-1200 | 1200

1

Оптичний

190 x 140 мм

1SD418F2-1500 | 1500

1

Оптичний

190 x 140 мм

1SD536F2-1500 1500

1

Оптичний

190 x 140 мм

Для IGBT модулів на напругу 3300 В

lSD418F2-800

800

1

Оптичний

130 x 140 мм

lSD536F2-800

800

1

Оптичний

130 x 140 мм

lSD536F2-800

800

1

Оптичний

190 x 140 мм

1SD536F2-1200

1200

1

Оптичний

190 x 140 мм

1SD536F2-1200

1200

1

Оптичний

190 x 140 мм

1SD536F2-1500

1500

1

Оптичний

190 x 140 мм

Для IGBT модулів на напругу 4500 В

lSD312F2-400

400 | 1

Оптичний

130 x 140 мм

lSD312F2-600

600 | 1

Оптичний

130 x 140 мм

lSD312F2-900

900 j 1

Оптичний

190 x 140 мм

Для IGBT модулів на напругу 6500 В

lSD210F2-200

| 200

1

Оптичний

73 x 140 мм

lSD210F2-400

i 400

i_______

1

Оптичний

130 x 140 мм

lSD210F2-600 600

– ^ Л, —————-, ———: ~

1

Оптичний

190 x 140 мм

Джерело: Семенов Б Ю Силова електроніка: професійні рішення – М: СОЛОН-ПРЕСС, 2011 – 416 c: Ил