З. Силовые приборы с оптроннойразвязкой

Силовые приборы с оптронной развязкой широко используют в качестве перифе- рийных компонентов САУ для управления энергетическими потоками. Явно выраженная тенденция интеграции электронных компонентов привела к созданию интегральных клю- чей на биполярных и униполярных транзисторах, IGBT-транзисторах. Это законченные ключи, схемотехнически аналогичные рассмотренным на рис. 2.8 и 2.10, со встроенной защитой отиндуктивностинагрузок.

Семисторы с оптоизолированным входом, выключаемые снятием входного сигнала получили название твердотельных реле и широко используются для коммутации нагрузок при частотахсрабатывания ниже1 кГц.

(Дополнить)

И. Рекомендациипо выбору типовполупроводниковыхключей

Прежде всего, хотелось бы отметить, что прогресс здесь достаточно высок и любые рекомендации нуждаются в постоянной корректировке, особенно в области высокочас- тотной коммутациисиловых нагрузокпри высокихнапряженияхнаней.

При частотном регулировании скоро-

Мощность, кВт

50

Триаки

10

5

IGBT

1

Триаки

1 10

Биполярные

Рис. 2.14.

100

МОП

Частота, кГц

1000

сти вращения силовых приводов с сохране- нием момента на валу двигателя используйте готовые системы в комплекте с приводом. Индуктивный характер нагрузки, согласова- ние линий связи с входными сигналами ин- верторов (так называют согласованные пары ключей для формирования двуполярного пи- тания), выбор параметров закона регулиро- вания и пр. Не проходите этого пути, по воз- можности, еще раз. Поверьте параметрам, которых добилась фирма-производитель, ес- ли это конечно солидная организация и вы- бирайтеготовоерешение.

Напряжение, В

1500

Биполярные

1000

IGBT

500

Триаки

МОП

Частота, кГц

При выборе типа полупроводниково- го ключав расчетпринимаются:

1. соответствие требуемым парамет- рамназначения;

2. надежность (вспомните об устой- чивоститепловогоравновесия);

3. коэффициентполезногодействия;

4. стоимость.

На рис. 2.14 и 2.15 приведены зоны использования различных типов полупро-

1 10 100 1000

Рис. 2.15.

водниковых ключей в зависимости от часто-

ты коммутации, мощности и напряжения на нагрузке. Видно, что при частотах коммута-

ции 100 кГц и более альтернативы МОП-транзисторам нет, если мощность на нагрузке со- ставляет менее10 кВтили коммутируемое напряжение менее1 кВ.

В зоне высоких напряжений рекордсменами являются биполярные ключи. Тири- сторы и семисторы (триаки) имеют невысокие частоты коммутации, но могут коммутиро- вать очень большиетоки и способныработатьснагрузкамидо 50кВт и более.

IGBT-транзисторы заняли устойчивую нишу достаточно высоких частот и мощно- стей и используются в настоящее время для изготовления интегральных инверторов для трехфазных частотнорегулируемых асинхронныхдвигателей. Мы упоминали обэтом вышепри их рассмотрении.

Биполярные транзисторы – пожалуй наиболее распространенные в настоящее время ключи для коммутации нагрузок постоянного тока. Невысокая стоимость, накопленный опыт эксплуата- ции, высокий статический коэффициент полезного действия – вот факторы, объясняющие этот факт.

МОП-ключи не требуют большого входного тока (практически не потребляют по входу), обладают устойчивым тепловым равновесием, имеют высокий КПД в зоне малых напряженийнанагрузке.

Вопросы к экзамену.

1. Полупроводниковый диод и его характеристики. Диод Шоттки. Примеры приме- нения.

2. Светодиод, назначение и типы оптопар.

3. Биполярные транзисторы. Составные биполярные транзисторы. Применение в САУ.

4. Полевые транзисторы. Применение в САУ.

5. IGBT транзисторы. Применение в САУ.

6. Тепловой пробой в биполярных транзисторах и равновесие в униполярных.

7. Тиристоры и семисторы. Применение в САУ.

8. Рекомендации по выбору ключевых элементов САУ.

9. Ключевые элементы в САУ. Защита от перегрузки и индуктивности нагрузки.