Что такое конденсаторы КСО. Какие бывают типы конденсаторов КСО. Где применяются конденсаторы КСО. Каковы основные характеристики конденсаторов КСО. Как выбрать подходящий конденсатор КСО.
Что представляют собой конденсаторы КСО
Конденсаторы КСО (Конденсаторы Слюдяные Опрессованные) — это тип слюдяных конденсаторов, в которых в качестве диэлектрика используется природная слюда. Они обладают рядом важных преимуществ:
- Высокая механическая прочность
- Хорошая электрическая прочность
- Относительно высокая диэлектрическая проницаемость
- Стабильность характеристик
- Малые потери на высоких частотах
Конструктивно конденсаторы КСО состоят из чередующихся слоев слюды и металлических обкладок, опрессованных в пластмассовый корпус. Это обеспечивает надежную защиту от внешних воздействий.
Основные типы и маркировка конденсаторов КСО
Существует несколько основных типов конденсаторов КСО:
- КСО-1 — малогабаритные конденсаторы на низкие напряжения
- КСО-5 — высокочастотные конденсаторы
- КСО-6, КСО-7 — для работы при повышенных напряжениях
- КСО-8 — высоковольтные конденсаторы
Маркировка конденсаторов КСО обычно содержит следующую информацию:
- Тип конденсатора (КСО)
- Номинальная емкость
- Номинальное напряжение
- Допуск емкости
Например, маркировка «КСО-5Г 5600пФ 500В ±5%» означает конденсатор КСО-5 емкостью 5600 пФ на напряжение 500 В с допуском ±5%.
Области применения конденсаторов КСО
Благодаря своим характеристикам, конденсаторы КСО находят широкое применение в различных областях электроники и радиотехники:
- Высокочастотные цепи радиопередающей и приемной аппаратуры
- Генераторы высокочастотных колебаний
- Фильтры и резонансные контуры
- Цепи согласования антенн
- Измерительная техника
- Импульсная техника
Конденсаторы КСО особенно эффективны в высокочастотных цепях благодаря малым потерям на высоких частотах и стабильности емкости при изменении температуры.
Основные электрические характеристики конденсаторов КСО
При выборе конденсаторов КСО необходимо учитывать их основные электрические параметры:
- Номинальная емкость — от десятков пФ до десятков нФ
- Рабочее напряжение — от 25 В до 2500 В
- Температурный коэффициент емкости — от +20 до +100 ppm/°C
- Тангенс угла диэлектрических потерь — 0.0005-0.002 на частоте 1 МГц
- Сопротивление изоляции — 10000 МОм и выше
Конденсаторы КСО отличаются высокой стабильностью емкости в широком диапазоне температур (обычно от -60°C до +85°C) и частот (до сотен МГц).
Особенности монтажа и эксплуатации конденсаторов КСО
При использовании конденсаторов КСО следует учитывать некоторые особенности:
- Необходимо соблюдать полярность подключения для типов с полярными выводами
- Избегать механических воздействий на корпус конденсатора
- Не допускать превышения максимально допустимого напряжения
- Учитывать изменение емкости при нагреве во время работы
- При пайке соблюдать температурный режим и время пайки
Правильный монтаж и эксплуатация в рамках допустимых режимов обеспечивают длительный срок службы конденсаторов КСО.
Преимущества и недостатки конденсаторов КСО
Конденсаторы КСО имеют ряд важных достоинств:
- Высокая стабильность параметров
- Малые потери на высоких частотах
- Возможность работы при высоких напряжениях
- Широкий диапазон рабочих температур
- Высокая надежность
К недостаткам можно отнести:
- Относительно высокую стоимость
- Ограниченный диапазон емкостей
- Большие габариты по сравнению с керамическими конденсаторами
Тем не менее, в ряде применений преимущества конденсаторов КСО перевешивают их недостатки.
Сравнение конденсаторов КСО с другими типами конденсаторов
По сравнению с другими типами конденсаторов, КСО имеют следующие особенности:
- Более высокая стабильность емкости, чем у керамических конденсаторов
- Меньшие потери на высоких частотах по сравнению с пленочными конденсаторами
- Более высокое рабочее напряжение, чем у многослойных керамических конденсаторов
- Более широкий температурный диапазон по сравнению с электролитическими конденсаторами
Это делает конденсаторы КСО незаменимыми в ряде высокочастотных и высоковольтных применений, где требуется высокая стабильность параметров.
Выбор подходящего конденсатора КСО
При выборе конденсатора КСО для конкретного применения следует учитывать следующие факторы:
- Требуемую емкость и допуск
- Максимальное рабочее напряжение
- Диапазон рабочих температур
- Частотный диапазон работы схемы
- Требования к стабильности параметров
- Габаритные ограничения
Правильный выбор типа и номинала конденсатора КСО позволит обеспечить надежную и стабильную работу электронного устройства в течение длительного времени.
Схемы на все случаи жизни » Слюдяные конденсаторы (КСО, КСОТ, СГМ, СГМЗ, КСГ, ССГ)
В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрика используют природный материал — слюду, обладающую высокой механической и электрической прочностью и относительно высокой диэлектрической проницаемостью. Промышленность выпускает слюдяные конденсаторы постоянной ёмкости КСО и КСОТ, опрессованные пластмассой, а так же герметизированные СГМ и СГМЗ в керамическом или КСГ и ССГ в металлическом корпусе.
Наиболее распространенный тип КСО — Конденсатор Слюдяной Опрессованный. Их выпускают тринадцати видов. Широко применяются КСО-1, КСО-2, КСО-5. Их изготавливают с обкладками из фольги или с металлизированными обкладками из серебра, нанесенного непосредственно на поверхность слюды. Слюдяные конденсаторы в большинстве своем обладают положительным ТКЕ. Конденсаторы КСО применяют для работы в цепях постоянного и переменного токов, а также в импульсных режимах в диапазоне рабочих температур от -60 до +70 С °.
Пределы номинальных емкостей и напряжений конденсаторов КСО приведены в таблице ниже.
| Конденсатор | Номинальное напряжение, В | Пределы номинальных емкостей, пф |
|---|---|---|
| КСО-1 | 250 | 51-750 |
| КСО-2 | 500 | 100-2400 |
| КСО-5 | 250-500 | 470-10000 |
| КСО-6 | 1000 | 100-2700 |
| КСО-7 | 1000-2500 | 47-3300 |
| КСО-8 | 250-2500 | 1000-30000 |
| КСО-10 | 250-3000 | 47-50000 |
| КСО-11 | 250-3000 | 10-10000 |
| КСО-12 | 250-5000 | 10-20000 |
| КСО-13 | 250-7000 | 10-50000 |
Теплостойкие слюдяные опрессованные конденсаторы КСОТ используют в диапазоне рабочих температур от -60 до +155 С°. Пределы номинальных емкостей и напряжений постоянного тока приведены в таблице ниже.
| Конденсатор | Номинальное напряжение, В | Пределы номинальных емкостей, пф |
|---|---|---|
| КСОТ-1 | 250 | 51-510 |
| КСОТ-2 | 500 | 100-1200 |
| КСОТ-5 | 500 | 470-6800 |
| КСОТ-6 | 1000 | 100-1500 |
| КСОТ-7 | 1000 | 1600-3300 |
| КСОТ-8 | 1000 | 3500-10000 |
Герметизированные слюдяные конденсаторы КСГ, ССГ, СГМ, СГМЗ применяют для работы в условиях повышенной влажности и пониженного атмосферного давления в диапазоне рабочих температур от -60 до +80 С°. Они имеют широкие пределы номинальных напряжений (25 — 1500 Вольт) и емкостей (51 — 200000 пф).
Конденсатор КСГ — Конденсатор Слюдяной Герметизированный, заключен в металлический корпус, выпускается двух видов — КСГ-1 и КСГ-2.
Конденсатор СГМ — Слюдяной Герметизированный Малогабаритный, заключен в керамический корпус с металлическими торцевыми колпачками, выпускается четырех видов — СГМ-1, СГМ-2, СГМ-3, СГМ-4.
Конденсаторы ССГ — конденсаторы слюдяные герметичные с серебряными обкладками. Предназначены для работы в цепях постоянного и переменного тока. Выполнены в металлических корпусах со стеклянными изоляторами.
Слюдяные конденсаторы применяют как переходные, разделительные, блокировочные и в различных фильтрах. Кроме вышеуказанных низковольтных конденсаторов, изготавливают и высоковольтные слюдяные конденсаторы. Высоковольтные слюдяные конденсаторы выпускают на номинальные напряжения 1.0-25 кВ, они имеют номинальные емкости от 100 пФ до 2,0 мкФ. Однако в настоящее время слюдяные высоковольтные конденсаторы применяют довольно редко, их успешно заменяют высоковольтными керамическими.
Внешний вид слюдяных конденсаторов некоторых типов показан в подборке фото ниже.
Список использованной литературы
- Бодиловский В.Г. Справочник молодого радиста. Издание четвертое, переработанное и дополненное. Москва: Издательство «Высшая школа», 1983. — Серия «Профтехобразование».
- Конденсаторы. Справочник. Михайлов И.В., Пропошин А.И., 1965 год (Массовая радиобиблиотека №0573).
- КСО
- КСГ-1, КСГ-2
- ССГ
Конденсатор КСО-1
Справочник количества содержания ценных металлов в конденсаторе КСО-1 согласно справочно технической информации и паспортов-формуляров на изделие. Указан масса драгоценных металлов в граммах (Золото, серебро, платина, палладий и другие) на единицу изделия.
Содержание драгоценных металлов в конденсаторе КСО-1
Золото: 0 грамм.
Серебро: 0,0021183 грамм.
Платина: 0 грамм.
Палладий: 0 грамм.
Источник информации: .
Конденсатор — это устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Фото КСО-1:
Конденсатор виды
О комплектующем изделии – Конденсатор
Поведение конденсатора в цепи электрического тока можно рассмотреть на очень простых практических примерах. Как заряжается конденсатор. При замыкании цепи пойдет ток заряда, а именно, с левой обкладки конденсатора часть электронов уйдет в правую, а из соединительного проводника правая обкладка пополнится равным количеством тех же электронов.
Обе обкладки будут заряжены разноименными зарядами одинаковой величины, и между ними в диэлектрике будет присутствовать электрическое поле. Конденсатор заряжается до такого напряжения, которое приложено к нему источником питания. При разряде конденсатора избыток электронов с правой обкладки уйдет в проводник, а из проводника на левую обкладку войдет недостающее количество электронов, что означает полный разряд конденсатора.
Теперь о сопротивлении конденсатора. При замыкании электрической цепи, конденсатор начинает заряжаться, вследствие чего, он становится источником тока, напряжения и ЭДС. ЭДС конденсатора направлена против заряжающего его источника питания. Емкостным сопротивлением называют противодействие ЭДС заряжаемого конденсатора заряду этого конденсатора.
Почему постоянный ток не проходит через конденсатор? Используем источник постоянного тока и лампу накаливания. Включим цепь, лампа кратковременно вспыхнула, и погасла. Это значит, что конденсатор зарядился до напряжения источника питания, и ток в цепи прекратился. Теперь используем цепь переменного тока, используя обмотку трансформатора.
В цепи переменного тока заряд конденсатора длится четверть периода. После достижения амплитудного значения, напряжение между обкладками уменьшается, в последующую четверть периода конденсатор разряжается.
Далее, он вновь заряжается, но полярность изменяется на противоположную. Процесс заряда и разряда чередуется с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения.
Лампа горит постоянно.
Конденсатор – видео.
Характеристики конденсатора КСО-1:
Конденсатор — двухполюсник с определённым или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).
Купить или продать а также цены на конденсаторы КСО-1:
Оставьте отзыв о КСО-1:
Эффективное проектирование и разработка гибридного размещения конденсаторов на основе ABC-CSO с прогнозированием нагрузки на основе искусственной нейронной сети
Чтобы прочитать этот контент, выберите один из следующих вариантов:
Сарика Шарма (Кафедра электротехники, Государственный политехнический колледж, Амбала, Индия)
Смараджит Гош (Кафедра электротехники и приборостроения, Инженерно-технологический институт Тапара, Патиала, Индия)
Автоматизация сборки
ISSN : 0144-5154
Дата публикации статьи: 7 августа 2019 г.
Дата публикации номера: 18 октября 2019 г.
Загрузки
Аннотация
Цель
Эта статья направлена на разработку позиции конденсатора в радиальных распределительных сетях с конкретной конечной целью улучшить профиль напряжения, уменьшить фактическое падение мощности и обеспечить умеренную экономию. Вопрос о ситуации с конденсаторами в системах электроснабжения включает в себя повышение энергоемкости и пиковых потерь мощности за счет техники для конденсаторных установок.
Дизайн/методология/подход
В этом документе предлагается новая стратегия, использующая грубое мышление для выбора подходящих концентраторов-кандидатов в структуре распространения для ситуации с конденсатором. Показатели снижения напряжения и потерь мощности узлов распределительных сетей показаны нечеткими учетными емкостями.
Выводы
Нечеткая экспертная система, содержащая курс действия эвристических правил, затем используется для определения соответствия положения конденсатора каждого узла в структуре циркуляции. Размер конденсатора решается с помощью оптимизации поиска гибридной искусственной пчелиной семьи и кукушки.
Практические последствия
Наконец, краткосрочное прогнозирование нагрузки на основе искусственной нейронной сети оценивается для прогнозирования размера конденсатора для будущих нагрузок. Предлагаемое распределение конденсаторов реализовано в радиальной распределительной сети с 69 узлами, а также в радиальной распределительной сети с 34 узлами, и результаты оцениваются.
Оригинальность/ценность
Результаты моделирования показывают, что предложенный метод позволил снизить общие потери системы по сравнению с существующими подходами.
Ключевые слова
- Управление
- Контроль качества
- RFID
- Программирование
- Экспертные системы
- Конструкция для сборки
- Радиальная распределительная сеть
- Нечеткая экспертная система
- Гибрид ABC-CSO
- ИНН
- Размер конденсатора
Цитата
Шарма, С. и Гош, С. (2019), «Эффективный дизайн и разработка гибридного размещения конденсаторов на основе ABC-CSO с прогнозированием нагрузки на основе искусственной нейронной сети», Автоматизация сборки , Том.
39 № 5, стр. 917-930. https://doi.org/10.1108/AA-10-2018-0173
Издатель
:Изумруд Паблишинг Лимитед
Copyright © 2019, Изумруд Паблишинг Лимитед
Статьи по теме
Защитные функции Примечание по применению | Примечание по применению
ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
СКАЧАТЬ PDF
Получайте ценные ресурсы прямо в свой почтовый ящик — рассылается один раз в месяц
Подпишитесь
Мы ценим вашу конфиденциальность
Семейство трехфазных предварительных драйверов MP653x имеет ряд функций защиты для предотвращения повреждения цепей и двигателей в возникновение аварийных ситуаций. Эти функции необходимо настроить правильно, иначе схемы защиты могут работать неправильно. В этом примечании к применению обсуждаются различные функции защиты этих компонентов и способы их правильной настройки.
Применимые детали
Эти указания по применению относятся к следующим деталям:
| Номер детали | Описание | Напряжение питания |
| MP6528 | Драйвер затвора H-моста | 60В |
| MPQ6528 | Драйвер затвора H-моста (AEC-Q100) | 60В |
| MP6530 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами PWM и ENBL | 60В |
| MPQ6530 | Входы PWM и ENBL предварительного драйвера 3-фазного двигателя постоянного тока BLDC (AEC-Q100) | 60В |
| МП6531А | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с отдельным управлением HS/LS | 60В |
| MPQ6531 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с отдельным управлением HS/LS (AEC-Q100) | 60В |
| MP6532 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами Холла | 60В |
| MPQ6532 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами Холла (AEC-Q100) | 60В |
| MP6534 | Предварительный драйвер и понижающий преобразователь 3-фазного двигателя постоянного тока BLDC | 60В |
| MP6535 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами Холла и понижающим преобразователем | 60В |
| MP6537 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами PWM и ENBL | 100 В |
| MP6538 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с входами Холла | 100 В |
| MP6539 | Предварительный драйвер 3-фазного двигателя BLDC с отдельным управлением HS/LS | 100 В |
ВВЕДЕНИЕ
Семейство драйверов затворов MP653x в первую очередь предназначено для применения в приводах двигателей.
Они объединяют функции электропитания и управления, которые помогают реализовать моторный привод. В их функции включены схемы защиты, помогающие предотвратить сбои в случае ненормальных условий, таких как чрезмерный ток, короткие замыкания и отказы компонентов.
Многие из этих схем защиты требуют настройки с использованием внешних компонентов. Если внешние цепи настроены неправильно, цепи защиты могут работать в условиях, которые на самом деле не являются неисправностями. Понимание механизмов защиты и того, как настроить внешние компоненты, необходимо для правильной работы моторного привода. Многие функции защиты идентичны для всех компонентов семейства MP653x. Другие немного отличаются между драйверами 60 В и драйверами 100 В. В некоторых случаях поведение одной части отличается от других. В этом документе будут рассмотрены все детали этого семейства, а также отмечены различия между деталями, где это применимо.
Также см. примечания по применению AN111 для обсуждения проектирования с предварительными драйверами MP653x.
ФУНКЦИИ ЗАЩИТЫ
Ниже приводится сводка различных функций защиты, встроенных в предприводные устройства семейства MP653x:
Защита от перегрева (OTP)
Применимые детали: Все
Датчик температуры, встроенный в устройство, вызывает срабатывание для остановки, если температура превышает порог перегрева, указанный в техническом паспорте. Когда это произойдет, все выходы будут установлены на низкий уровень, отключив двигатель.
Некоторые части блокируются после OTP, а другие автоматически перезапускаются. Подробнее см. Таблица 1 ниже. (1)
Блокировка пониженного напряжения питания (VIN UVLO)
Применимые части: все
Напряжение на входе основного напряжения питания (VIN) контролируется схемой компаратора. Если напряжение питания ниже порога пониженного напряжения VIN, указанного в техническом описании, устройство отключается, и все выходы переводятся в низкий уровень, отключая двигатель. VIN UVLO действует как глобальный сброс логики в ИС.
Устройство включается после повышения напряжения выше порогового значения. Обратите внимание, что требуется некоторое время — обычно около 1 мс — после того, как напряжение поднимется выше порогового значения, прежде чем устройство начнет управлять выходами.
Блокировка пониженного напряжения привода затвора (VREG UVLO)
Применимые части: Все
Выходное напряжение питания привода затвора (VREG) контролируется схемой компаратора. Если напряжение ниже порога минимального напряжения VREG, указанного в техническом описании, устройство отключается, и все выходы переводятся в низкий уровень, отключая двигатель.
Некоторые части блокируются после VREG UVLO, а другие автоматически перезапускаются при повышении VREG. Подробности см. в Таблице 1 ниже.
Сбой напряжения управления затвором на стороне высокого напряжения (VBST UVLO)
Применимые детали: MP6537, MP6538, MP6539
Схема контролирует напряжение, присутствующее на каждом из контактов BSTx, которое является напряжением управления затвором для каждого полевого МОП-транзистора верхнего плеча.
Конденсатор, подключенный к выводу BSTx, заряжается до VREG каждый раз, когда на выходе (SHx) устанавливается низкий уровень. Он также заряжается очень слабым током, подаваемым от внутреннего зарядного насоса, что позволяет поддерживать выходную мощность на высоком уровне в течение длительного периода времени.
Когда происходит VBST UVLO, ворота верхней стороны будут выключены до тех пор, пока не будет получена следующая команда на их включение. VBST UVLO не вызывает nFAULT,
Защита от короткого замыкания (SCP или VDS Sensing)
Применимые детали: Все
Схема контролирует падение напряжения на включенном MOSFET. Если MOSFET включен не полностью, о чем свидетельствует малое падение напряжения на нем, срабатывает защита SCP.
Как правило, порог обнаружения неисправности SCP устанавливается напряжением, подаваемым на контакт OCREF. Детали на 100 В не используют напряжение OCREF для обнаружения полевого МОП-транзистора верхнего плеча — они сигнализируют об отказе VDS, если при высоком уровне выходного напряжения оно не превышает фиксированный порог около 4,5 В.
Некоторые детали отключаются после SCP, а другие автоматически перезапускаются. Подробности см. в Таблице 1 ниже.
Защита от перегрузки по току (OCP или определение тока двигателя)
Применимые детали: все
Для измерения общего тока двигателя можно использовать один общий шунтирующий резистор нижней стороны. Этот шунтирующий резистор подключен к выводу LSS. Если падение напряжения на шунте превышает некоторый порог, распознается событие OCP.
Детали на 60 В имеют фиксированный порог 500 мВ на выводе LSS. Детали на 100 В имеют фиксированный порог 3,5 В на выводе CSO; вывод CSO управляется усилителем с коэффициентом усиления 20 от вывода LSS, поэтому эквивалентное напряжение на выводе LSS составляет 175 мВ.
Некоторые части блокируются после OCP, а другие автоматически перезапускаются. Подробности см. в Таблице 1 ниже.
| Особенность | МР6528, МР6530, МР6534, МР6535 | MP6532 | MPQ6532 | MPQ6528, MPQ6530 | MP6531A, MPQ6531 | МР6537, МР6538, МР6539 |
| ОТП | Защелка (1) | Защелка (1) | Повторить попытку, когда остынет | Повторить попытку, когда остынет | Повторить попытку, когда остынет | Повторить попытку, когда остынет |
| SCP | Защелка (1) | Защелка (1) | Защелка (1) | Защелка (1) | Защелка (1) | Сторона высокого уровня: защелка отключена (1) Сторона низкого уровня: повторите попытку через регулируемое время |
| ОСР | Защелка (1) | Повторить через фиксированное время | Повторить через фиксированное время | Защелка (1) | Защелка (1) | Повторить через регулируемое время |
| ВРЕГ УВЛО | Защелка (1) | Защелка (1) | Защелка (1) | Повторите попытку, когда > UVLO | Повторите попытку и инициируйте зарядку BST | Повторите попытку и инициируйте зарядку BST |
Таблица 1: Режимы защиты
(1) Отключение блокировки сбрасывается путем удаления/повторного применения VIN или подтверждения/отмены подтверждения nSLEEP
МОП-транзисторы, управляемые предварительным драйвером MP653x, необходимы для предотвращения непреднамеренного срабатывания схем защиты.
В частности, определение VDS может легко срабатывать при некоторых условиях.Емкость затвора МОП-транзистора
Когда полевой МОП-транзистор с высокой стороны включен, затвор управляется главным образом зарядом, хранящимся в бутстрепном конденсаторе. Если емкость затвора очень велика, а в бутстрепном конденсаторе недостаточно заряда, полевой МОП-транзистор может не полностью открыться. Это может привести к неисправности VDS со стороны высокого уровня. Часто использование большего конденсатора на выводе BST может улучшить эту ситуацию.
Кроме того, при высокой частоте ШИМ увеличивается ток, необходимый для управления затворами. В некоторых случаях возможна ошибка VREG UVLO. При использовании больших полевых МОП-транзисторов и высоких частот ШИМ рекомендуется использовать конденсатор большей емкости на выводе VREG, чтобы предотвратить эти неисправности.
Резисторы привода затвора
Обычно резисторы вставляются между выходами привода затвора MP653x и затвором MOSFET.
Эти резисторы ограничивают скорость переключения MOSFET.
Мертвое время
Для предотвращения одновременной проводимости полевых МОП-транзисторов верхнего и нижнего плеча, что может привести к прямому пути от источника питания VIN к земле (и очень большому току, протекающему через МОП-транзисторы), некоторое время должен быть вставлен между моментом выключения одного MPOSFET и включением другого. Это называется мертвым временем. Драйверы семейства MP653x генерируют мертвое время во время переключения, независимо от синхронизации входного сигнала. Время простоя программируется значением внешнего резистора, подключенного к выводу DT.
Время гашения (или устранения сбоев)
Поскольку для переключения полевого МОП-транзистора требуется некоторое время, после включения МОП-транзистора необходимо подождать некоторое время, прежде чем проверять, нет ли проблемы, связанной с OCP. защита должна работать. Это время называется временем гашения. Время гашения измеряется с момента окончания мертвого времени до момента, когда схема измерения VDS смотрит на напряжение на полевом МОП-транзисторе.
В компонентах на 60 В время гашения для обнаружения SCP составляет 3 мкс; в частях 100 В это 2,73 мкс. К моменту истечения этого времени MOSFET должен быть полностью включен, иначе сработает защита SCP!
НАСТРОЙКА ВНЕШНИХ КОМПОНЕНТОВ
Ниже приведены некоторые рекомендации по настройке внешних компонентов, которые могут повлиять на функции защиты предварительных драйверов MP653x.
Резисторы затвора MOSFET
Как правило, резисторы (или цепь резисторов/диодов) между MP653x и затвором MOSFET определяются требуемым временем нарастания/спада на выходе. Быстрее предпочтительнее, чтобы свести к минимуму потери при переключении; медленнее предпочтительнее, чтобы генерировать меньше электромагнитных помех.
В любом случае необходимо, чтобы время нарастания/спада было меньше времени гашения, как описано выше. Если MOSFET не полностью включился по истечении времени гашения, сработает SCP!
Затвор мощного полевого МОП-транзистора можно рассматривать как нелинейную емкость между выводами затвора и истока.
Несмотря на то, что затвор не проводит постоянный ток, ток необходим для зарядки и разрядки емкости затвора, чтобы включать и выключать полевой МОП-транзистор. Величина тока, подаваемого на затвор, определяет, сколько времени требуется для полного включения МОП-транзистора. Точно так же, когда ток вытягивается из затвора, эта величина тока устанавливает время выключения MOSFET.
Чтобы понять, что нужно для управления затвором, нужно знать, как быстро должен переключаться МОП-транзистор. В конструкции существует компромисс между низкими потерями переключения (для которых требуется быстрое время нарастания и спада) и низкими электромагнитными помехами (для которых требуется медленное время нарастания и спада). Кроме того, частота ШИМ и минимальные и максимальные требуемые рабочие циклы накладывают временные ограничения на то, насколько быстрым должно быть переключение. Например, при частоте ШИМ 20 кГц рабочий цикл 1% требует генерации импульса длительностью 500 нс. Это требует времени нарастания и спада в несколько сотен наносекунд или меньше.
После определения необходимого времени нарастания/спада рассчитайте необходимый ток привода затвора. Это можно оценить как Q G / t, где Q G — это общий заряд затвора, а t — желаемое время нарастания/спада.
Обратите внимание, что это значение тока, которое необходимо подать в течение всего времени нарастания/спада — в действительности ток управления затвором обычно несколько меняется в течение этого времени, так как большинство драйверов затвора не являются драйверами постоянного тока.
Если на затвор подается постоянный ток, напряжение на затворе не имеет линейного наклона — оно достигает плато во время переключения MOSFET (см. рис. 1) . Это называется «плато Миллера» и вызвано емкостью затвор-сток. При переходе стока этой емкости требуется ток для зарядки, поэтому зарядка емкости затвор-исток замедляется.
Чем меньше ток, необходимый для зарядки ворот, тем больше времени требуется для завершения перехода.
Рисунок 1: Привод затвора постоянного тока 1 А (100 нКл — красный = затвор, фиолетовый = сток, 200 нс/дел.)
Рисунок 2: Привод затвора 12 В с последовательным сопротивлением 12 Ом (100 нКл — красный = затвор, фиолетовый = сток 200 нс/дел.)
На рис. 2 показаны формы сигналов, если используется привод затвора постоянного напряжения 12 В с последовательным сопротивлением 12 Ом. Плато все еще присутствует, и затвору требуется больше времени, чтобы достичь 12 В, но время переключения на стоке почти такое же. Вы можете получить независимые времена нарастания и спада, добавив диод (см. рис. 3) . Рис. 3. Схема добавления диода . Рисунок 4 показывает, что затвор нижнего плеча (GLA) очень быстро падает, поскольку он разряжается через диод, но затвор верхнего плеча (GHA) заряжается медленно из-за резистора. Результатом является медленное время нарастания на выходе (SHA), контролируемое включением полевого МОП-транзистора на стороне высокого напряжения.
Поскольку затвор имеет нелинейную емкость, а драйвер обычно не является истинным источником напряжения или тока (обычно это полевой транзистор, работающий в линейной области), может быть трудно точно рассчитать необходимое сопротивление для достижения определенного повышения или время падения. Обычно лучше всего получить правильные значения экспериментально или с помощью моделирования. Начните с предположения, что ток привода затвора будет равен напряжению привода затвора (часто 12 В), деленному на последовательное сопротивление, и работайте исходя из этого. Не забудьте также включить выходное сопротивление драйвера затвора при выполнении этого расчета.
Предварительные драйверы MP653x имеют внутренние подтягивающие резисторы на выходах драйвера затвора. Размещение внешних резисторов от стока к истоку МОП-транзисторов не требуется. Размещение резисторов затвор-исток на полевых МОП-транзисторах с высокой стороны может вызвать отказы OCP из-за разрядки конденсаторов BST.
Это обсуждается ниже.
Резистор мертвого времени
Предварительные драйверы MP653x имеют программируемую функцию мертвого времени. Это вводит временную задержку между выключением одного MOSFET в полумосте и включением другого.
Мертвое время в устройствах MP653x программируется одним резистором на землю. Мертвое время можно запрограммировать в широком диапазоне: от 30 нс до 6 мкс для 60-вольтовых компонентов и от 77 нс до 4,6 мкс для 100-вольтовых компонентов.
Значение резистора рассчитывается следующим образом:
Части $60В: t_{DEAD}(нСм) = 3,7*R(кОм)$$ Части $100В: t_{DEAD}(мкс) = 0,044*R(кОм) + 0,1$$
Обратите внимание, что время гашения для SCP не начинается до окончания времени простоя.
Bootstrap (BST) Конденсаторы
Бутстрапные конденсаторы обеспечивают большие пиковые токи, необходимые для включения HS MOSFET. Эти конденсаторы заряжаются, когда на выходе устанавливается низкий уровень, а затем заряд бутстрепного конденсатора используется для включения HS MOSFET, когда на выходе устанавливается высокий уровень.
Обратите внимание, что внутренний зарядовый насос поддерживает изменение бутстрепного конденсатора, когда на выходе сохраняется высокий уровень в течение длительного периода времени.
Бутстрапные конденсаторы должны быть достаточно большими, чтобы полевой МОП-транзистор высокого напряжения был полностью открыт. Если нет, то VDS на полевом МОП-транзисторе с высокой стороны увеличится и может привести к срабатыванию SCP.
Конденсаторы начальной загрузки выбираются в зависимости от общего заряда затвора MOSFET. Когда HS MOSFET включен, заряд, хранящийся в бутстрепном конденсаторе, передается затвору HS MOSFET. В упрощенном приближении минимальную бутстрепную емкость можно оценить следующим образом:
$$C_{BOOT} > 8*QG$$
Где QG — общий заряд затвора MOSFET в нКл, а C BOOT — в нФ.
Конденсаторы начальной загрузки не должны превышать 1 мкФ, иначе они могут вызвать неправильную работу при запуске. Для большинства приложений начальные конденсаторы должны быть от 0,1 мкФ до 1 мкФ, керамические X5R или X7R, рассчитанные минимум на 25 В.
Байпасный конденсатор VREG
Высокие пиковые токи, необходимые для зарядки затвора MOSFET нижнего плеча, а также бутстрепного конденсатора, в основном исходят от шунтирующего конденсатора VREG. Источник VREG может управлять только ограниченным постоянным током. Использование слишком маленького конденсатора может привести к низкому напряжению управления затвором, что может привести к срабатыванию защиты SCP.
Рекомендуется использовать керамический конденсатор емкостью не менее 10 мкФ, X5R или X7R, рассчитанный на минимальное напряжение 25 В. Конденсаторы большего размера можно использовать с очень большими полевыми МОП-транзисторами и/или очень высокими частотами ШИМ.
Защита от перегрузки по току (чувствительный резистор LSS)
Защита от перегрузки по току определяет ток двигателя с помощью одного общего шунтирующего резистора нижнего плеча, подключенного к выводу LSS. Падение напряжения на этом резисторе, если оно превышает порог OCP (как описано выше), вызовет OCP.
Обратите внимание, что поведение во время OCP варьируется от части к части. Подробности см. в Таблице 1 выше. Размер внешнего чувствительного резистора обеспечивает падение менее 500 мВ (части 60 В) или 175 мВ (части 100 В) при максимальном ожидаемом токе двигателя. Например, если используется резистор 50 мОм, ток 10 А вызовет падение на 500 мВ и активирует защиту от перегрузки по току на 60-вольтовой части.
Необходимо добавить запас, чтобы защита OCP не срабатывала при превышении нормального тока двигателя. Необходимо учитывать ток останова при пуске двигателя, а также импульсы тока, возникающие в результате коммутации. Обратите внимание, что часто происходит некоторая неправильная коммутация, иногда больше в одном направлении вращения, чем в другом, что приводит к пикам тока в каждой точке коммутации.
Если эта функция не нужна, подключите LSS напрямую к земле.
Напряжение OCREF (пороговое значение SCP)
Уровень обнаружения SCP программируется напряжением, подаваемым на вывод OCREF.
Это напряжение устанавливает порог, при котором срабатывает OCP. Если VDS MOSFET после времени гашения выше, чем OPCREF, срабатывает OCP.
Как минимум, напряжение OCREF должно быть выше ожидаемого падения напряжения на всех МОП-транзисторах при максимальном ожидаемом токе нагрузки. Rs(on) MOSFET значительно различаются, особенно при высокой температуре. Кроме того, при высоких токах сопротивление дорожки печатной платы может приблизиться к сопротивлению MOSFET. Из-за этого обычно OCREF должен быть установлен значительно выше, чем можно предсказать при первоначальном расчете. Обычно требуется установка OPCREF в 2 раза больше расчетного максимума.
Опять же, необходимо учитывать пиковые токи во время коммутации, чтобы предотвратить нежелательное срабатывание защиты OCP.
Резистор и конденсатор на выводе CSO (только детали на 100 В)
Всякий раз, когда напряжение на выводе CSO превышает 3,5 В, обнаруживается событие OCP, и все выходные полевые транзисторы отключаются.
На вывод nFAULT будет установлен активный низкий уровень.
Как только ток через полевые транзисторы нижнего плеча и измерительный резистор прекращается, напряжение на выводе CSO больше не подается, и оно начинает падать со скоростью, определяемой внешними конденсатором и резистором, подключенными от CSO к земле. Когда напряжение падает ниже 2,9V выходные полевые транзисторы снова включаются, а вывод nFAULT становится неактивным.
Результирующее время выключения определяется значением внешнего конденсатора и внутреннего резистора обратной связи, подключенного параллельно внешнему резистору (если он используется). Время выключения, генерируемое, когда CSO достигает 3,5 В, может быть аппроксимировано следующей формулой
$$t_{OFF} (мкСм) = 0,2*R(кОм)*C(нФ)$$
Время выключения, генерируемое после SCP (когда VDS превышает OCREF), больше, так как CSO подтягивается до 6 В и должно уменьшаться до 2,9V для повторного включения выходов.
Это время выключения может быть аппроксимировано следующей формулой
$$t_{OFF} (мкСм) = 0,6*R(кОм)*C(нФ)$$
Где C — емкость между CSO и землей, а R — общее сопротивление между CSO и землей, состоящее из внутреннего резистора обратной связи (~450 кОм), подключенного параллельно с любым внешним резистором к земле.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ЗАРЯДКА
Хотя это и не функция защиты, в некоторых случаях следует уделить внимание предварительной зарядке конденсаторов начальной загрузки (BST). Включение полевого МОП-транзистора с высокой стороны при недостаточном заряде в крышке BST может привести к ошибке SCP из-за недостаточного заряда, не полностью усиливающего полевой МОП-транзистор с высокой стороны. Предварительная зарядка конденсаторов BST осуществляется путем кратковременного включения полевого МОП-транзистора с низкой стороны.
Это может быть проблематично, особенно при 120-градусной коммутации, когда фаза остается в состоянии высокого импеданса в течение некоторого времени.
При наличии тока утечки конденсатор BST может разрядиться за это время. Также очень важно не размещать резисторы затвор-исток на полевых МОП-транзисторах высокого напряжения, так как это может привести к разрядке конденсаторов BST.
Некоторые детали MP653x выполняют автоматическую последовательность начального заряда при определенных условиях. Автоматическая последовательность состоит из последовательного включения каждого полевого МОП-транзистора с низкой стороной на очень короткий период (1,8 мкс для 60-вольтовой части, 4,6 мкс для 100-вольтовой части). Автоматическая начальная зарядка выполняется в соответствии с таблицей 2 ниже.
| MP6528, MP6530, MP6532, MP6534, MP6535 | MP6531A, MPQ6531, MP6537, MP6538, MP6539 |
| Автоматическая предварительная замена при выходе из состояния высокого Z (1) | Автоматическая предварительная зарядка после восстановления из ВРЕГ УВЛО (2) |
Таблица 2: Начальная предварительная зарядка
(1) Во время коммутации на 120 градусов эти детали автоматически выполняют предварительную зарядку при выходе из фазы коммутации с высоким импедансом
(2) Во время 120-градусной коммутации рекомендуется, чтобы контроллер выполнял зарядку защитной крышки или переводил фазу в низкий уровень перед переходом в высокий, при выходе из фазы коммутации с высоким импедансом
Несмотря на то, что внутренний зарядный насос загрузочные конденсаторы, после VREG UVLO требуется некоторое время для зарядки конденсаторов, так как внутренний зарядный насос может генерировать только очень небольшой ток.
