Основные типы формирователей импульсов управления

Часть системы управления преобразователем, которая формирует логику входных сигналов силовых ключей, а затем их усиливает до требуемых уровней тока и напряжения, называется формирователем импульсов управления (ФИУ). В ФИУ различают информационно-логическую часть (ИЛЧ) и усилитель управляющих импульсов (УИ). Источником помех для системы управления является силовая часть преобразователя и усилительный блок ФИУ. Что, создает проблемы в надежности функционирования системы управления и может явиться причиной отказов в ее работе. Мостовая схема, в которой блок управления имеет непосредственную связь с силовой шиной преобразователя (рис.2.6).

При отпирании нижнего ключа (1) на шине силового тока наводится напряжение помехи Ldi/dt, обусловленное паразитной индуктивностью. При этом потенциалы указанных на схеме точек изменяются: фа >фв >фс. Это вызывает следующие проблемы:

Рис. 2.6

1. Так как фа > фв, включение ключа (1) будет происходить с большей задержкой.

2. Так как фс < фв, входное напряжение на закрытом ключе (2) возрастает;

3. Так как фа > фс по общей шине системы управления протекает паразитный ток обратной связи, который увеличивается с ростом силового тока и паразитной индуктивности. Это приводит к сбоям в системе управления (в ИЛЧ).

Поэтому в мощных преобразователях осуществляют потенциальную развязку между силовой и управляющей частью. Дополнительной причиной разделения силовых и управляющих цепей является “проблема управления ключами верхнего уровня”, которые не имеют непосредственной связи с общей шиной силовой схемы.

По принципу построения потенциальной развязки ФИУ делятся: (рис. 2.7):

1. ФИУ, использующие передачу импульса управления за счет трансформатора. ФИУ первой группы делятся на схемы, использующие трансформатор напряжения или тока.

2. ФИУ, использующие раздельную передачу энергии и информационного сигнала, определяющего длительность и фазу импульса.

Он классифицируются по типу потенциальной развязки информационной составляющей и способу передачи энергии к схеме усилителя.

Развязка в информационном канале осуществляется либо при помощи высокочастотного трансформатора, либо с использованием оптронов. При высоких напряжениях преобразователя вместо оптронов используют оптоволоконные системы передачи сигналов. Энергия к схеме усилителя подводится либо от питающей сети с помощью низкочастотного трансформатора, либо от изолированного источника постоянного тока, либо схема изолированного источника питания использует энергию из выходной цепи силового ключа (рис. 2.8).

Драйверы для мощных ключей представляют ФИУ с разделением функций импульсов управления и информации по мощности. Драйверы изготавливаются для отдельных ключей и для схем мостовой конфигурации для раздельного управления ключами верхнего и нижнего уровня. Драйверы бывают со встроенными схемами оптронной и высокочастотной трансформаторной изоляции цепей или внешним подключением схем развязки.

Рис. 2.7

Рис. 2.8