نوشته های من

:)
نوشته های من

Do you dream about being interlinked?

interlinked

بایگانی
آخرین مطالب
محبوب ترین مطالب
مطالب پربحث‌تر

روشن شدن IGBT

پنجشنبه, ۲۹ خرداد ۱۳۹۹، ۰۶:۵۹ ب.ظ

سلام!

اصلاح: این داکیومنت تگزاس اینسترومنت همیناس و عالیه SLUA618A

شاید باورتون نشه ولی بعد مدتی زیادی، بالاخره دوباره یه موضوع برقی که ارزش نوشتن داشت پیدا کردم.

آخ چه حالی میده وقتی یه موضوع باحال پیدا میشه. به یاد قدیما.

 

 

میخوام راجع به روشن شدن IGBT بنویسم و بگم که قضیه چیه. شکل شماره 1 منحنی مشخصه یه IGBT رو مثلا داره نشون میده.

میخوایم این قطعه رو از نقطه A که خاموشی قطعه رو نشون میده ببریم به D که روشن روشنه. این قطعه الان داره یه سلف رو که به 500 ولت وصل شده رو درایو میکنه.

تو نقطه A قطعه خاموشه. پس ولتاژ دو سر کلکتور امیترش به اندازه ولتاژ لینکه و جریانش صفره.

بعد که شروع به روشن شدن میکنه به نقطه B میره که ولتاژ آستانه یا همون Threshold قطعه است. 

البته الان که بیشتر دقت کردم محور عمودی هم باید مثل افقی یه شکستگی داشته باشه. چون اون جایی که نقطه B هست جریان همچنان خیلی کمه. نزدیک 0. چون دوبار کشیدم نمودارو دیگه حال ندارم بکشم و خودتون در نظر بگیریدش.

حالا این تا اینجاش که بریم ببینیم توی IGBT چه خبره

 

 

توی مدل داخل IGBT که تو این شکل کشیدم سه تا خازن وجود داره. خازن گیت به امیتر، گیت به درین و سومیش هم کلکتور به امیتر. عددای مثال رو هم از یه آی جی بی تی که همینجوری سرچ کردم گذاشتم که اردر عددا دستتون باشه.

من همیشه فکر میکردم خازن گیت امیتر خیلی مهمه که شارژش کنیم و روشن کنیم قطعه رو و در قدم دوم هم خازن کلکتور امیتر که مثلا رزونانسی چیزی کنه با بقیه مدار یا تلفات سوییچینگ درست کنه. خازن کلکتور گیت رو کاملا ignore میکردمش. عددشم خیلی کوچیکه. 

این خازنا رو با فرمولایی که نوشتم از خازن ورودی خروجی و فیدبک که تو دیتاشیت همیشه هست میشه حساب کرد. که کردم براتون.

 

حالا سناریو روشن شدن یه آی جی بی تی رو از نمودار پایین ببینید:

 

 

توی t0 فرمان از طرف میکروکنترلر میاد که آقا ولتاژ گیت رو ببر بالا تا سوییچ روشن بشه.

با کمی اغراق، بخاطر تاخیر داخلی مدارای توی درایور، توی tx درایور شروع میکنه به جریان دادن. 

توی قدم اول، ولتاژ کلکتور 500 ولته و بنابراین انتظار داریم تنها اتفاقی که میفته این باشه که خازن گیت امیتر شارژ بشه. که بخاطر بزرگ بودنش میبینیم که جریان بالایی رو کشیده. این جریان با مقاومت گیت محدود شده. یه نقطه شکستگی توی بالا رفتن ولتاژ گیت امیتر بین tx و t1 هست که اونجا کم کم خازن گیت کلکتور وارد بازی میشه. 

وارد بازی شدن این خازن به معنی اینه که الان که کلکتور 500 ولته و گیت ولتاژش داره میره بالا، این خازن باید دیسشارژ بشه. توی t1 این خازن تا حدی دیسشارژ شده و ولتاژ کلکتور هم شروع میکنه افتادن. چون که کانال گیت امیتر شکل گرفته و سوییچ روشن شده عملا. 

روشن شدن سوییچ به معنی اینه که حالا دیگه ولتاژ کلکتور خیلی سریع باید بیاد پایین و به این معنیه که قبلا

کلکتور 500 ولت بود ولتاژ گیت 0 ولت

الان

ولتاژ کلکتور 2-3 ولت میخواد بشه و ولتاژ گیت 15 ولت

یعنی مثلا از -500 ولت به مثبت 12 ولت باید بره.

برای همین اختلاف ولتاژ زیاد این خازنه که این خازن در حالی که اندازه اش خیلی کوچیکه ولی بار بسیار زیادی میخواد که سوییچ درست کار کنه.

وقتی کلکتور میرسه نزدیکی های زمین و ولتاژ گیت کم کم ازش شروع میکنه بیشتر شدن، درایور حالا باید خازن گیت امیتر و خازن گیت کلکتور رو همزمان شارژ کنه. این کار تا t3 طول میکشه. 

اون صاف شدگی نمودار ولتاژ گیت رو بهش میگن miller plateau و به خازن گیت کلکتور میگن خازن میلر. 

خازنای این سوییچا بخاطر این داستانایی که تعریف کردم و ساختار خود سوییچ غیر خطی هستن. 

 

حالا برگردیم به شکل اول، وقتی که به B رسیدیم، سوییچ میخواد روشن بشه و به C برسه. وقتی به C برسه در واقع ولتاژ گیت به اون چیزی که میخواد میرسه و سوییچ کاملا روشن میشه. روشن شدن کامل سوییچ یعنی سلف بین 500 ولت و زمین قرار میگیره و جریانش شروع میکنه کم کم زیاد شدن تا به جریان نهاییش برسه که D باشه. چون ولتاژ گیت از C به D ثابته، روی منحنی حرکت میکنه و میره بالا.

 

حالا راجع به خاموش شدنش هم خیلی بیشتر داستان هست که اگه فرصت شد بعدا مینویسم. 

  • مهسایه

نظرات (۸)

یه سری اصطلاحای آشنا تو این پست بود که منو یاد شیش واحد مبانی برق انداخت که اونم هیچ‌وقت درست حسابی نفهمیدم چی به چیه :))) ؛-)

پاسخ:
اصلا این درسه خیلی معروفه تو مکانیک که همه دوستش دارن :)) دکتر آیتی درس دادش بهتون؟ فکر کنم یه بار TA ش بودم یا پرویز نریمانی TAش بود و من یکم نمره دادم. قشنگ معلوم بود هیچ کسی هیچ علاقه ای نداره بهش :))

دومیش رو با دکتر آیتی داشتم، آره. نه شماها تی‌ای‌مون نبودین :)) ولی کلا یادمه تی‌ای‌هایی که برا این دو تا مبانی برق داشتیم همه‌شون قشنگ درک می‌کردن حجم علاقه‌ی ما رو و خوب نمره می‌دادن =))) خدا خیرشون و خیرتون بده :))

پاسخ:
:))) آره واقعا هم کپا رو نمره دادم هم امتحانو خوب دادم. 

من سه واحد مبانی برق پاس کردم به علاوه یه واحد آزش. آز خیلیی خوب بود کلی کلید و برد و اینا درست کردیم اما آه از خود مبانی! اصلا هیچ علاقه ای نداشتم بهش توی امتحانم برای یه سری سوالا که وقت کم آوردم به صورت تشریحی فقط راه حل رو نوشتم که فلان کار رو باید بکنیم:دی 

ولی خب تهش نمره ام خوب شد. درکمون می کردن!:)

پاسخ:
آره واقعا مبانی ستمه به غیر برقیا. برقی که تو دو سه سال میخونیم رو تو چند واحد فشرده کردن میگن برای دانشجوها و چون خیلی فشردس سریعم میپره میره

واقعا شماها چطور این چیزا رو می فهمین؟! 

 

پاسخ:
فکر کنم نتیجه ی بیشتر از ۱۵ سال ریاضی فرو کردن تو مغزمون باشه :))
ولی جدا از شوخی اینا خیلی پایه ای و بیسیک هستن و تو چیزای خیلی بیسیک معمولا کل برقی که تو دانشگاه خوندبم مرور میشه که همین سخت و جالبش میکنه.

دقیقا همینطوره. تا می اومدیم راه و چاه حل کردن و فهمیدن یه قسمت رو مسلط بشیم یه مبحث کاملا متفاوت و بی ربط دیگه رو شروع می کردیم!!!

پاسخ:
حیفه واقعا. یه چیزای ساده و کار راه بنداز هست که نمیگن، چون نمیرسن، و تئوری ای که اصلا تو ذهن نمیمونه رو اونم خیلی فشرده میگن
  • برکــ ــه
  • والا من بیشتر یاد الکترونیک و مدار الکتریکی حتی مدار منطقی افتادم ، استرس گرفتم :|

    دو صفحه پر برای فقط یک سوال باید جواب می نوشتیم... واقعا خداروشکر که گذشتد:))) 

    پاسخ:
    :))
    شبیه هم اند. ترانزیستور ها کوچولو باشن الکترونیک و مدار منطقی میشه بزرگ باشن هم معمولا الکترونیک قدرت میشه که کار ماست :)

    برق آسونه نه؟ :)

    پاسخ:
    باحاله اگه آدم باهاش حال کنه :) من خوشم میاد چیز میز به هم وصل کنم و یه چیزی درست کنم. تو برق خیلی معادله ها و واقعیت شبیه به هم هستن و اگه کسی تئوری رو همزمان با عملی بخواد شروع کنه خیلی راحت تر از یقیه رشته هاست. ولی خب ازونورم وقت زیادی میگیره و یکم عاشق بودن میخواد که ساعت های زیاد پای کد و مدار بشینی و کار نکنه. باحاله
  • سعید حقیقی پور
  • دمت گرم مهندس

    یاد الکصن دکتر ایمان عینی افتادم :)

    یادش بخیر!

    پاسخ:
    ارادت دارم! 
    اتفاقا ذکر خیرش بود چند روز پیش :))