Можно использовать в плече трехфазного разные igbt: Современные высоковольтные драйверы MOSFET- и IGBT-транзисторов

Содержание

Инвертор, преобразователь напряжения, частотный преобразователь

Преобразователь частоты

Сделать заказ прямо сейчас!

Контакты для заказов частотного преобразователя:
+38 050 4571330
[email protected]

Вы можете оставить свой телефон, нажав на кнопку:
ПЕРЕЗВОНИТЕ МНЕ

Внимание! Налажено мелко серийное производство частотных преобразователей 7,5кВт 220 в 380В, отличительные особенности частотников 7,5 кВт:
— работа с любым однофазным напряжением от 100В
— кратковременная работа с больше нагрузкой(как на видео ниже)
Цена — 9900грн.
Видео испытаний на примере с нагрузкой до 11кВт:

Преобразователь сетевого напряжения 220В в трехфазное напряжение для питания трехфазных двигателей. Или три фазы в доме. Регулятор оборотов электродвигателей.

Гарантия завода изготовителя 2 года. Производитель — Украина, г. Днепропетровск. Почему стоит покупать этот частотник, а не другие, скажем, китайские, американские или японские аналоги? Ответ: цена — на порядок дешевле известных аналогов (это, конечно, не основной параметр, но почему-то решающий), надежность, в случае чего (зарекаться нельзя) ремонт производится в течении трех дней, простой в управлении и настройке. Консультант технической поддержки ответит на все Ваши вопросы.

Мощность выпускаемых приборов: 0,25кВт; 0,37кВт; 1кВт; 1,5кВт; 2,2кВт; 3,3кВт; 7,5кВт.

Цены на преобразователи частоты(03.03.15г.):
Модель Мощность Цена
Модель Мощность Цена
CFM110 0.25кВт 2300грн
CFM110 0.37кВт 2400грн
CFM110 0.55кВт 2500грн
CFM210 1,0 кВт 3200грн
CFM210 1,5 кВт 3400грн
CFM210 2,2 кВт 4000грн
CFM210 3,3 кВт 4300грн
AMF310 7,5 кВт 9900грн.

Вы можете оставить свой телефон, нажав на кнопку:
ПЕРЕЗВОНИТЕ МНЕ

На все частотники можно сделать выносной пульт управления, стоимость — 150грн с 3-5м шнуром.

Цены на частотные преобразователи с питанием от ~380В (три фазы вход — три фазы выход):

Модель Мощность ВхШхГ, мм Масса Цена, грн
CFM310 4.0 кВт 280х152х143 3,9 6800
CFM310 5.5 кВт 280х152х143 4,1 7500
CFM310 7.5 кВт 280х152х143 4,2 8500

Контакты для заказов:
+38 050 4571330
[email protected]

Возможна бестаможенная доставка по СНГ в страны ТС — Россия, Белоруссия, Казахстан

Видео частотника с выносным пультом управления:

Двухтактный драйвер на биполярных транзисторах. Современные драйверы IGBT и мощных полевых транзисторов. Включение транзистора при коротком замыкании в цепи нагрузки

МОП (по буржуйски MOSFET ) расшифровывается как Метал-Оксид-Полупроводник из этого сокращения становится понятна структура этого транзистора.

Если на пальцах, то в нем есть полупроводниковый канал который служит как бы одной обкладкой конденсатора и вторая обкладка — металлический электрод, расположенный через тонкий слой оксида кремния, который является диэлектриком. Когда на затвор подают напряжение, то этот конденсатор заряжается, а электрическое поле затвора подтягивает к каналу заряды, в результате чего в канале возникают подвижные заряды, способные образовать электрический ток и сопротивление сток — исток резко падает. Чем выше напряжение, тем больше зарядов и ниже сопротивление, в итоге, сопротивление может снизиться до мизерных значений — сотые доли ома, а если поднимать напряжение дальше, то произойдет пробой слоя оксида и транзистору хана.

Достоинство такого транзистора, по сравнению с биполярным очевидно — на затвор надо подавать напряжение, но так как там диэлектрик, то ток будет нулевым, а значит требуемая мощность на управление этим транзистором будет мизерной , по факту он потребляет только в момент переключения, когда идет заряд и разряд конденсатора.

Недостаток же вытекает из его емкостного свойства — наличие емкости на затворе требует большого зарядного тока при открытии. В теории, равного бесконечности на бесконечно малом промежутки времени. А если ток ограничить резистором, то конденсатор будет заряжаться медленно — от постоянной времени RC цепи никуда не денешься.

МОП Транзисторы бывают P и N канальные. Принцип у них один и тот же, разница лишь в полярности носителей тока в канале. Соответственно в разном направлении управляющего напряжения и включения в цепь. Очень часто транзисторы делают в виде комплиментарных пар. То есть есть две модели с совершенно одиннаковыми характеристиками, но одна из них N, а другая P канальные. Маркировка у них, как правило, отличается на одну цифру.


У меня самыми ходовыми МОП транзисторами являются IRF630 (n канальный) и IRF9630 (p канальный) в свое время я намутил их с полтора десятка каждого вида. Обладая не сильно габаритным корпусом TO-92 этот транзистор может лихо протащить через себя до 9А. Сопротивление в открытом состоянии у него всего 0.35 Ома.
Впрочем, это довольно старый транзистор, сейчас уже есть вещи и покруче, например IRF7314 , способный протащить те же 9А, но при этом он умещается в корпус SO8 — размером с тетрадную клеточку.

Одной из проблем состыковки MOSFET транзистора и микроконтроллера (или цифровой схемы) является то, что для полноценного открытия до полного насыщения этому транзистору надо вкатить на затвор довольно больше напряжение. Обычно это около 10 вольт, а МК может выдать максимум 5.
Тут вариантов три:


Но вообще, правильней все же ставить драйвер, ведь кроме основных функций формирования управляющих сигналов он в качестве дополнительной фенечки обеспечивает и токовую защиту, защиту от пробоя, перенапряжения, оптимизирует скорость открытия на максимум, в общем, жрет свой ток не напрасно.

Выбор транзистора тоже не очень сложен, особенно если не заморачиваться на предельные режимы. В первую очередь тебя должно волновать значение тока стока — I Drain или I D выбираешь транзистор по максимальному току для твоей нагрузки, лучше с запасом процентов так на 10. Следующий важный для тебя параметр это V GS — напряжение насыщения Исток-Затвор или, проще говоря, управляющее напряжение. Иногда его пишут, но чаще приходится выглядывать из графиков. Ищешь график выходной характеристики Зависимость I D от V DS при разных значениях V GS . И прикидыываешь какой у тебя будет режим.

Вот, например, надо тебе запитать двигатель на 12 вольт, с током 8А. На драйвер пожмотился и имеешь только 5 вольтовый управляющий сигнал. Первое что пришло на ум после этой статьи — IRF630. По току подходит с запасом 9А против требуемых 8. Но глянем на выходную характеристику:

Если собираешься загнать на этот ключ ШИМ, то надо поинтересоваться временем открытия и закрытия транзистора, выбрать наибольшее и относительно времени посчитать предельную частоту на которую он способен. Зовется эта величина

Switch Delay или t on ,t off , в общем, как то так. Ну, а частота это 1/t. Также не лишней будет посмотреть на емкость затвора C iss исходя из нее, а также ограничительного резистора в затворной цепи, можно рассчитать постоянную времени заряда затворной RC цепи и прикинуть быстродействие. Если постоянная времени будет больше чем период ШИМ, то транзистор будет не открыватся/закрываться, а повиснет в некотором промежуточном состоянии, так как напряжение на его затворе будет проинтегрировано этой RC цепью в постоянное напряжение.

При обращении с этими транзисторами учитывай тот факт, что статического электричества они боятся не просто сильно, а ОЧЕНЬ СИЛЬНО . Пробить затвор статическим зарядом более чем реально. Так что как купил, сразу же в фольгу и не доставай пока не будешь запаивать. Предварительно заземлись за батарею и надень шапочку из фольги:).

Быть может, после прочтения этой статьи вам не придётся ставить такие же по размерам радиаторы на транзисторы.
Перевод этой статьи .

Небольшое обращение от переводчика:

Во-первых, в данном переводе могут быть серьёзные проблемы с переводом терминов, я не занимался электротехникой и схемотехникой достаточно, но всё же что-то знаю; также я пытался перевести всё максимально понятно, поэтому не использовал такие понятия, как бутсрепный, МОП-транзистор и т.п. Во-вторых, если орфографически сейчас уже сложно сделать ошибку (хвала текстовым процессорам с указанием ошибок), то ошибку в пунктуации сделать довольно-таки просто.

И вот по этим двум пунктам прошу пинать меня в комментариях как можно сильнее.

Теперь поговорим уже больше о теме статьи - при всём многообразии статей о построении различных транспортных средств наземного вида (машинок) на МК, на Arduino, на , само проектирование схемы, а тем более схемы подключения двигателя не описывается достаточно подробно. Обычно это выглядит так:
- берём двигатель
- берём компоненты
- подсоединяем компоненты и двигатель
- …
- PROFIT!1!

Но для построения более сложных схем, чем для простого кручения моторчика с ШИМ в одну сторону через L239x, обычно требуется знание о полных мостах (или H-мостах), о полевых транзисторах (или MOSFET), ну и о драйверах для них. Если ничто не ограничивает, то можно использовать для полного моста p-канальные и n-канальные транзисторы, но если двигатель достаточно мощный, то p-канальные транзисторы придётся сначала обвешивать большим количеством радиаторов, потом добавлять кулеры, ну а если совсем их жалко выкидывать, то можно попробовать и другие виды охлаждения, либо просто использовать в схеме лишь n-канальные транзисторы. Но с n-канальными транзисторами есть небольшая проблема - открыть их «по-хорошему» подчас бывает довольно сложно.

Поэтому я искал что-нибудь, что мне поможет с составлением правильной схемы, и я нашёл статью в блоге одного молодого человека, которого зовут Syed Tahmid Mahbub. Этой статьёй я и решил поделится.


Во многих ситуациях мы должны использовать полевые транзисторы как ключи верхнего уровня. Также во многих ситуациях мы должны использовать полевые транзисторы как ключи как и верхнего, так и нижнего уровней. Например, в мостовых схемах. В неполных мостовых схемах у нас есть 1 MOSFET верхнего уровня и 1 MOSFET нижнего уровня. В полных мостовых схемах мы имеем 2 MOSFETа верхнего уровня и 2 MOSFETа нижнего уровня. В таких ситуациях нам понадобится использовать драйвера как высокого, так и низкого уровней вместе. Наиболее распространённым способом управления полевыми транзисторами в таких случаях является использование драйвера ключей нижнего и верхнего уровней для MOSFET. Несомненно, самым популярным микросхемой-драйвером является IR2110. И в этой статье/учебнике я буду говорить о именно о нём.

Вы можете загрузить документацию для IR2110 с сайта IR. Вот ссылка для загрузки: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf

Давайте для начала взглянем на блок-схему, а также описание и расположение контактов:


Рисунок 1 - Функциональная блок-схема IR2110


Рисунок 2 - Распиновка IR2110


Рисунок 3 - Описание пинов IR2110

Также стоит упомянуть, что IR2110 выпускается в двух корпусах - в виде 14-контактного PDIP для выводного монтажа и 16-контактного SOIC для поверхностного монтажа.

Теперь поговорим о различных контактах.

VCC - это питание нижнего уровня, должно быть между 10В и 20В. VDD - это логическое питание для IR2110, оно должно быть между +3В и +20В (по отношению к VSS). Фактическое напряжение, которое вы выберете для использования, зависит от уровня напряжения входных сигналов. Вот график:


Рисунок 4 - Зависимость логической 1 от питания

Обычно используется VDD равное +5В. При VDD = +5В, входной порог логической 1 немного выше, чем 3В. Таким образом, когда напряжение VDD = +5В, IR2110 может быть использован для управления нагрузкой, когда вход «1» выше, чем 3 (сколько-то) вольт. Это означает, что IR2110 может быть использован почти для всех схем, так как большинство схем, как правило, имеют питание примерно 5В. Когда вы используете микроконтроллеры, выходное напряжение будет выше, чем 4В (ведь микроконтроллер довольно часто имеет VDD = +5В). Когда используется SG3525 или TL494 или другой ШИМ-контроллер, то, вероятно, придётся их запитывать напряжением большим, чем 10В, значит на выходах будет больше, чем 8В, при логической единице. Таким образом, IR2110 может быть использован практически везде.

Вы также можете снизить VDD примерно до +4В, если используете микроконтроллер или любой чип, который даёт на выходе 3.3В (например, dsPIC33). При проектировании схем с IR2110, я заметил, что иногда схема не работает должным образом, когда VDD у IR2110 был выбран менее + 4В. Поэтому я не рекомендую использовать VDD ниже +4В. В большинстве моих схем уровни сигнала не имеют напряжение меньше, чем 4В как «1», и поэтому я использую VDD = +5V.

Если по каким-либо причинам в схеме уровень сигнала логической «1» имеет напряжение меньшее, чем 3В, то вам нужно использовать преобразователь уровней/транслятор уровней, он будет поднимать напряжение до приемлемых пределов. В таких ситуациях я рекомендую повышение до 4В или 5В и использование у IR2110 VDD = +5В.

Теперь давайте поговорим о VSS и COM. VSS это земля для логики. COM это «возврат низкого уровня» - в основном, заземление низкого уровня драйвера. Это может выглядеть так, что они являются независимыми, и можно подумать что, пожалуй, было бы возможно изолировать выходы драйвера и сигнальную логику драйвера. Тем не менее, это было бы неправильно. Несмотря на то что внутренне они не связаны, IR2110 является неизолированным драйвером, и это означает, что VSS и COM должны быть оба подключены к земле.

HIN и LIN это логические входы. Высокий сигнал на HIN означает, что мы хотим управлять верхним ключом, то есть на HO осуществляется вывод высокого уровня. Низкий сигнал на HIN означает, что мы хотим отключить MOSFET верхнего уровня, то есть на HO осуществляется вывод низкого уровня. Выход в HO, высокий или низкий, считается не по отношению к земле, а по отношению к VS. Мы скоро увидим, как усилительные схемы (диод + конденсатор), используя VCC, VB и VS, обеспечивают плавающее питания для управления MOSFETом. VS это плавающий возврат питания. При высоком уровне, уровень на HO равен уровню на VB, по отношению к VS. При низком уровне, уровень на HO равнен VS, по отношению к VS, фактически нулю.

Высокий сигнал LIN означает, что мы хотим управлять нижним ключом, то есть на LO осуществляется вывод высокого уровня. Низкий сигнал LIN означает, что мы хотим отключить MOSFET нижнего уровня, то есть на LO осуществляется вывод низкого уровня. Выход в LO считается относительно земли. Когда сигнал высокий, уровень в LO такой же как и в VCC, относительно VSS, фактически земля. Когда сигнал низкий, уровень в LO такой же как и в VSS, относительно VSS, фактически нуль.

SD используется в качестве контроля останова. Когда уровень низкий, IR2110 включен - функция останова отключена. Когда этот вывод является высоким, выходы выключены, отключая управление IR2110.
Теперь давайте взглянем на частые конфигурации с IR2110 для управления MOSFETами как верхних и нижних ключей - на полумостовые схемы.


Рисунок 5 - Базовая схема на IR2110 для управления полумостом

D1, C1 и C2 совместно с IR2110 формируют усилительную цепь. Когда LIN = 1 и Q2 включен, то C1 и С2 заряжаются до уровня VB, так как один диод расположен ниже +VCC. Когда LIN = 0 и HIN = 1, заряд на C1 и С2 используется для добавления дополнительного напряжения, VB в данном случае, выше уровня источника Q1 для управления Q1 в конфигурации верхнего ключа. Достаточно большая ёмкость должна быть выбрана у C1 для того чтобы её хватило для обеспечения необходимого заряда для Q1, чтобы Q1 был включён всё это время. C1 также не должен иметь слишком большую ёмкость, так как процесс заряда будет проходить долго и уровень напряжения не будет увеличиваться в достаточной степени чтобы сохранить MOSFET включённым. Чем большее время требуется во включённом состоянии, тем большая требуется ёмкость. Таким образом меньшая частота требует большую ёмкость C1. Больший коэффициент заполнения требует большую ёмкость C1. Конечно есть формулы для расчёта ёмкости, но для этого нужно знать множество параметров, а некоторые из них мы может не знать, например ток утечки конденсатора. Поэтому я просто оценил примерную ёмкость. Для низких частот, таких как 50Гц, я использую ёмкость от 47мкФ до 68мкФ. Для высоких частот, таких как 30-50кГц, я использую ёмкость от 4.7мкФ до 22мкФ. Так как мы используем электролитический конденсатор, то керамический конденсатор должен быть использован параллельно с этим конденсатором. Керамический конденсатор не обязателен, если усилительный конденсатор - танталовый.

D2 и D3 разряжают затвор MOSFETов быстро, минуя затворные резисторы и уменьшая время отключения. R1 и R2 это токоограничивающие затворные резисторы.

MOSV может быть максимум 500В.

VCC должен идти с источника без помех. Вы должны установить фильтрующие и развязочные конденсаторы от +VCC к земле для фильтрации.

Давайте теперь рассмотрим несколько примеров схем с IR2110.


Рисунок 6 - Схема с IR2110 для высоковольтного полумоста


Рисунок 7 - Схема с IR2110 для высоковольтного полного моста с независимым управлением ключами (кликабельно)

На рисунке 7 мы видим IR2110, использованный для управления полным мостом. В ней нет ничего сложного и, я думаю, уже сейчас вы это понимаете. Также тут можно применить достаточно популярное упрощение: HIN1 мы соединяем с LIN2, а HIN2 мы соединяем с LIN1, тем самым мы получаем управление всеми 4 ключами используя всего 2 входных сигнала, вместо 4, это показано на рисунке 8.


Рисунок 8 - Схема с IR2110 для высоковольтного полного моста с управлением ключами двумя входами (кликабельно)


Рисунок 9 - Схема с IR2110 как высоковольтного драйвера верхнего уровня

На рисунке 9 мы видим IR2110 использованный как драйвер верхнего уровня. Схема достаточно проста и имеет такую же функциональность как было описано выше. Есть вещь которую нужно учесть - так как мы больше не имеем ключа нижнего уровня, то должна быть нагрузка подключённая с OUT на землю. Иначе усилительный конденсатор не сможет зарядится.


Рисунок 10 - Схема с IR2110 как драйвера нижнего уровня


Рисунок 11 - Схема с IR2110 как двойного драйвера нижнего уровня

Если у вас проблемы с IR2110 и всё постоянно выходит из строя, горит или взрывается, то я уверен, что это из-за того, что вы не используете резисторы на затвор-исток, при условии, конечно, что вы всё спроектировали тщательно. НИКОГДА НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О РЕЗИСТОРАХ НА ЗАТВОР-ИСТОК . Если вам интересно, вы можете прочитать о моем опыте с ними здесь (я также объясняю причину, по которой резисторы предотвращают повреждения).

  • 1.3.3. Динамические режимы работы силовых транзисторов
  • 1.3.4. Обеспечение безопасной работы транзисторов
  • 1.4. Тиристоры
  • 1.4.1. Принцип действия тиристора
  • 1.4.2. Статические вольт-амперные характеристики тиристора
  • 1.4.3. Динамические характеристики тиристора
  • 1.4.4. Типы тиристоров
  • 1.4.5. Запираемые тиристоры
  • 2. Схемы управления электронными ключами
  • 2.1. Общие сведения о схемах управления
  • 2.2. Формирователи импульсов управления
  • 2.3. Драйверы управления мощными транзисторами
  • 3. Пассивные компоненты и охладители силовых электронных приборов
  • 3.1. Электромагнитные компоненты
  • 3.1.1. Гистерезис
  • 3.1.2. Потери в магнитопроводе
  • 3.1.3. Сопротивление магнитному потоку
  • 3.1.4. Современные магнитные материалы
  • 3.1.5. Потери в обмотках
  • 3.2. Конденсаторы для силовой электроники
  • 3.2.1. Конденсаторы семейства мку
  • 3.2.2. Алюминиевые электролитические конденсаторы
  • 3.2.3. Танталовые конденсаторы
  • 3.2.4. Пленочные конденсаторы
  • 3.2.5. Керамические конденсаторы
  • 3.3. Теплоотвод в силовых электронных приборах
  • 3.3.1. Тепловые режимы работы силовых электронных ключей
  • 3.3.2. Охлаждение силовых электронных ключей
  • 4. Принципы управления силовыми электронными ключами
  • 4.1. Общие сведения
  • 4.2. Фазовое управление
  • 4.3. Импульсная модуляция
  • 4.4. Микропроцессорные системы управления
  • 5. Преобразователи и регуляторы напряжения
  • 5.1. Основные виды устройств преобразовательной техники. Основные виды устройств силовой электроники символически изображены на рис. 5.1.
  • 5.2. Трехфазные выпрямители
  • 5.3. Эквивалентные многофазные схемы
  • 5.4. Управляемые выпрямители
  • 5.5. Особенности работы полууправляемого выпрямителя
  • 5.6. Коммутационные процессы в выпрямителях
  • 6. Импульсные преобразователи и регуляторы напряжения
  • 6.1. Импульсный регулятор напряжения
  • 6.1.1. Импульсный регулятор с шим
  • 6.1.2. Импульсный ключевой регулятор
  • 6.2. Импульсные регуляторы на основе дросселя
  • 6.2.2. Преобразователь с повышением напряжения
  • 6.2.3. Инвертирующий преобразователь
  • 6.3. Другие разновидности преобразователей
  • 7. Инверторы преобразователей частоты
  • 7.1. Общие сведения
  • 7.2. Инверторы напряжения
  • 7.2.1. Автономные однофазные инверторы
  • 7.2.2. Однофазные полумостовые инверторы напряжения
  • 7.3. Трёхфазные автономные инверторы
  • 8. Широтно-импульсная модуляция в преобразователях
  • 8.1. Общие сведения
  • 8.2. Традиционные методы шим в автономных инверторах
  • 8.2.1. Инверторы напряжения
  • 8.2.2. Трехфазный инвертор напряжения
  • 8.3. Инверторы тока
  • 8.4. Модуляция пространственного вектора
  • 8.5. Модуляция в преобразователях переменного и постоянного тока
  • 8.5.1. Инвертирование
  • 8.5.2. Выпрямление
  • 9. Преобразователи с сетевой коммутацией
  • 10. Преобразователи частоты
  • 10.1. Преобразователь с непосредственной связью
  • 10.2. Преобразователи с промежуточным звеном
  • 10.3.1. Двухтрансформаторная схема
  • 10.3.3. Схема каскадных преобразователей
  • 11. Резонансные преобразователи
  • 11.2. Преобразователи с резонансным контуром
  • 11.2.1. Преобразователи с последовательным соединением элементов резонансного контура и нагрузки
  • 11.2.2. Преобразователи с параллельным соединением нагрузки
  • 11.3. Инверторы с параллельно-последовательным резонансным контуром
  • 11.4. Преобразователи класса е
  • 11.5. Инверторы с коммутацией в нуле напряжения
  • 12. Нормативы на показатели качества электрической энергии
  • 12.1. Общие сведения
  • 12.2. Коэффициент мощности и кпд выпрямителей
  • 12.3. Улучшение коэффициента мощности управляемых выпрямителей
  • 12.4. Корректор коэффициента мощности
  • 13. Регуляторы переменного напряжения
  • 13.1. Регуляторы напряжения переменного тока на тиристорах
  • 13.2. Регуляторы напряжения переменного тока на транзисторах
  • Вопросы для самоконтроля
  • 14. Новые методы управления люминесцентными лампами
  • Вопросы для самоконтроля
  • Заключение
  • Библиографический список
  • 620144, Г. Екатеринбург, Куйбышева,30
  • Драйверы - микросхемы управления, связывающие различные контроллеры и ло­гические схемы с мощными транзисторами выходных каскадов преобразователей или устройств управления двигателями. Драйверы, обеспечивая передачу сигналов, должны вносить по возможности небольшую временную задержку, а их выходные каскады должны выдерживать большую емкостную нагрузку, характерную для зат­ворных цепей транзисторов. Вытекающий и втекающий токи выходного каскада драйвера должны составлять от 0,5 до 2 А или более.

    Драйвер представляет собой усили­тель мощности импульсов и предна­значен для непосредственного управления силовыми ключами преобра­зователей параметров электроэнер­гии. Схема драйвера определяется ти­пом структуры ключевого транзисто­ра (биполярный, МОП или IGBТ) и ти­пом его проводимости, а также распо­ложением транзистора в схеме ком­мутатора («верхний», т.е. такой, оба силовых вывода которого в открытом состоянии имеют высокий потенци­ал, или «нижний», оба силовых выво­да которого в открытом состоянии имеют нулевой потенциал). Драйвер должен усилить управляющий сигнал по мощности и напряжению, в случае необходимости обеспечить его по­тенциальный сдвиг. На драйвер также могут быть возложены функции за­щиты ключа.

    Проектируя схему управления силовыми транзисторными сборка­ми, необходимо знать, что:

    а) необходимо обеспечивать «плавающий» потенциал управления «верхним» силовым ключом в полу мостовой схеме;

    б) крайне важно создать быстрое нарастание и спад управляющих сигналов, поступающих на затворы силовых элементов для снижения тепловых потерь на переключение;

    в) необходимо обеспечить высокую величину импульса тока управления затвором силовых элементов для быстрого перезаряда входных емкостей;

    г) в подавляющем большинстве случаев нужна электрическая совместимость входной части драйвера со стандартными цифровыми сигналами ТТЛ/КМОП (как правило, поступающих от микроконтроллеров).

    Достаточно продолжительное время разработчики были вынужде­ны проектировать схемы драйверов управления на дискретных эле­ментах. Первым важным событием на пути интеграции драйверов управления стало появление микросхем серий IR21xx и IR22xx (а за­тем их более современных модификаций IRS21xx, IRS22xx), разрабо­танных фирмой «International Rectifies». Эти микросхемы сегодня на­шли широчайшее применение в маломощной преобразовательной тех­нике, поскольку отвечают всем вышеназванным требованиям.

    Схема управления силовыми ключами всегда строится так, что ее выходной сигнал (в виде широтно-модулированных импульсов) задается относи­тельно «общего» проводника схемы. Как видно из рис. 2.12, а , на кото­ром показан полу мостовой силовой каскад, для ключевого транзистора VT 2 этого вполне достаточно - сигнал «Упр.2» можно непосредственно подавать на затвор (базу) транзистора через формирователь G2, так как его исток (эмиттер) связан с «общим» проводником схемы, и управление осуществляется относительно «общего» проводника.

    Но как быть с транзистором VT 1, который работает в верхнем плече полумоста? Если транзистор VT 2 находится в закрытом состоянии, а VT 1 открыт, на истоке VT 1 присутствует напряжение питания Е пит. По­этому для коммутации транзистора VT 1 необходимо гальванически раз­вязанное с «общим» схемы устройство G1, которое четко будет передавать импульсы схемы управления «Упр.1», не внося в сигналы искаже­ний. Классическое решение этой проблемы состоит во включении управляющего трансформатора Т1 (рис. 2.12, б ), который, с одной сто­роны, гальванически развязывает управляющие цепи, а с другой - пере­дает коммутационные импульсы. Не случайно это техническое решение считается «классикой жанра»: оно известно не одно десятилетие.

    а б

    Рис. 2.12. Силовые ключи в полумостовых схемах

    Входным сигналом служит сигнал микросхемы управления стан­дартной амплитуды логического уровня, причем с помощью напряже­ния, подаваемого на вывод Vdd, можно обеспечить совместимость с классической 5-вольтовой «логикой» и более современной 3,3-вольтовой. На выходе драйвера имеются напряжения управления «верхним» и «нижним» силовыми транзисторами. В драйвере приняты меры по обеспечению необходимых управляющих уровней, создан эквивалент гальванической развязки (псевдоразвязка), имеются дополнительные функции - вход отключения, узел защиты от понижения напряжения питания, фильтр коротких управляющих импульсов.

    Как видно из структурной схемы (рис. 2.13), драйвер состоит из двух независимых каналов, которые предназначены для управления верхним и нижним плечом полумостовых схем. На входе драйвера пре­дусмотрены формирователи импульсов, построенные на основе тригге­ров Шмита. Входы Vcc и Vdd предназначены для подключения питаю­щего напряжения силовой и управляющей частей схемы, «земляные» шины силовой части и управляющей части развязаны (разные «общие» выводы - Vss и СОМ).

    В подавляющем большинстве случаев эти выво­ды просто соединяют вместе. Предусмотрена также возможность раз­дельного питания управляющей и силовой части для согласования входных уровней с уровнями схемы управления. Вход SD - защитный. Выходные каскады построены на комплиментарных полевых транзи­сторах. В составе микросхемы имеются дополнительные устройства, обеспечивающие ее устойчивую работу в составе преобразовательных схем: это устройство сдвига уровня управляющих сигналов (Vdd/Vcc level shift), устройство подавления коротких импульсных помех (pulse filter), устройство задержки переключения (delay) и детектор понижен­ного напряжения питания (UV detect).

    Рис. 2. 13. Функциональные узлы микросхем IRS2110 и IRS2113

    Типовая схема включения драйверов приведена на рис. 2.14. Кон­денсаторы С 1 и С З - фильтрующие. Фирма-производитель рекомен­дует располагать их как можно ближе к соответствующим выводам. Конденсатор С 2 и диод VD 1 - бутстрепный каскад, обеспечивающий питание схемы управления транзистора «верхнего» плеча. Конденса­тор С 4 - фильтр в силовой цепи. Резисторы R 1 и R 2 - затворные.

    Иногда управляющий широтно-модулированный сигнал может быть сформирован не по двум управляющим входам отдельно, а подан на один вход в виде меандра с изменяющейся скважностью. Такой способ управления может встретиться, например, в преобразователях, формирующих синусоидальный сигнал заданной частоты. В этом слу­чае достаточно задать паузу «мертвое время» между закрытием одного транзистора полумоста и открытием второго.

    Рис. 2.14. Типовая схема включения IRS2110 и IRS2113

    Такой драйвер со встро­енным узлом гарантированного формирования паузы «мертвое время» в номенклатуре фирмы «International Rectifies» имеется - это микро­схема IRS2111 (рис. 2.15).

    Рис. 2.15. Функциональные узлы микросхемы IRS2111

    На структурной схеме видно, что драйвер имеет встроенные узлы формирования паузы «мертвое время» (deadtime) для верхнего и ниж­него плеч полумоста. Согласно документации производителя, величи­на «мертвого времени» задана на уровне 650 нс (типовое значение), что вполне достаточно для управления полумостами, состоящими из мощных MOSFET транзисторов.

    Драйверы для управления сложны­ми преобразовательными схемами - однофазными и трёхфазными - со­держат большое количество элемен­тов, поэтому неудивительно, что их выпускают в виде интегральных мик­росхем. Эти микросхемы, помимо собственно драйверов, содержат также цепи пре­образования уровня, вспомогатель­ную логику, цепи задержки для фор­мирования «мёртвого» времени, цепи защиты и т. д. По области применения ИМС драйверов различают: драйверы нижнего ключа; драйверы верхнего ключа; драйверы нижнего и верхнего клю­чей; полумостовые драйверы; драйверы однофазного моста; драйверы трёхфазного моста.

    Основные параметры интеграль­ных драйверов делятся на две груп­пы: динамические и эксплуатацион­ные. К динамическим относятся вре­мя задержки переключения при отпирании и запирании ключа, вре­мя нарастания и спада выходного напряжения, а также время реакции цепей защиты. Важнейшие эксплуа­тационные параметры: максималь­ное импульсное значение втекающе­го/вытекающего выходного тока, входные уровни, диапазон питаю­щих напряжений, выходное сопро­тивление.

    Часто на драйверы возлагают так­же некоторые функции защиты МОП- и JGВТ-транзисторов. В число этих функций входят следующие: защита от короткого замыкания ключа; защита от понижения напряжения питания драйвера;

    защита от сквозных токов; защита от пробоя затвора.

    Вопросы для самоконтроля

      Какие основные различия биполярных и полевых транзисторов следует учитывать при использовании их в качестве электронных ключей?

      Какие преимущества биполярных и полевых транзисторов сочетает в себе МОПБТ?

      Перечислите основные статические режимы работы транзисторов. В каких режимах следует использовать транзисторы в устройствах силовой электроники?

      Поясните по схеме Ларионова суть широтно-импульсной

    модуляции (ШИМ).

    «ZVS-драйвер» (Zero Voltage Switching) — очень простой и поэтому довольно распространенный низковольтный генератор. Он собирается по несложной схеме, при этом эффективность данного решения может достигать 90% и выше. Для сборки устройства достаточно одного дросселя, пары полевых транзисторов, четырех резисторов, двух диодов, двух стабилитронов, и рабочего колебательного контура со средней точкой на катушке. Можно обойтись и без средней точки, и об этом поговорим далее.

    В сети можно найти много реализаций этой схемы, среди которых индукционные нагреватели, индукционные плитки, высоковольтные трансформаторы, и просто высокочастотные преобразователи напряжения. Схема напоминает генератор Ройера, однако это не он. Давайте же рассмотрим, как эта схема работает.

    При подаче питания на схему, ток начинает течь к стокам обоих полевых транзисторов, одновременно с этим заряжаются емкости затворов через резисторы. Поскольку полевые транзисторы не полностью одинаковы, один из них (например Q1) открывается быстрее, и начинает проводить ток, при этом через диод D2 разряжается затвор другого транзистора Q2, который удерживается таким образом надежно закрытым.

    Поскольку в схему включен колебательный контур, напряжение на стоке закрытого полевого транзистора Q2 сначала возрастает, но затем понижается, переходя через ноль, в этот момент затвор открытого полевого транзистора Q1 быстро разряжается, и открытый первым транзистор Q1 теперь запирается, а так как он теперь заперт, то на его стоке уже не ноль, и затвор второго транзистора Q2 быстро дозаряжается через резистор, и второй транзистор Q2 теперь открывается, при этом разряжая через диод D1 затвор транзистора Q1.

    Через пол периода все повторяется с точностью до наоборот — второй транзистор закроется, а первый — откроется, и т. д. В контуре возникнут таким образом синусоидальные автоколебания. Дроссель L1 ограничивает питающий ток, и сглаживает небольшие коммутационные выбросы.

    Легко заметить, что запирание обоих полевых транзисторов происходит при нулевом напряжении на их стоках, когда ток в контурной катушке максимален, а это значит, что коммутационные потери сведены к минимуму, и даже при мощности устройства в 1 кВт (например для ), ключам нужны лишь небольшие радиаторы. Это как раз и объясняет большую популярность данной схемы.

    Частоту автоколебаний можно легко вычислить по формуле f = 1/(2π*√[ L*C]), так как индуктивность первичной обмотки (если используется трансформаторное включение) и емкость конденсатора образуют контур, обладающий собственной резонансной частотой. Важно при этом помнить, что амплитуда колебаний будет по напряжению больше напряжения питания приблизительно в 3,14 (Пи) раза.

    Вот типичные компоненты, которые используют для сборки: пятиваттные резисторы по 470 Ом, для ограничения тока заряжающего затворы; два резистора по 10 кОм, для подтягивания затворов к минусу; стабилитроны на 12, 15 или 18 вольт, дабы уберечь затворы от превышения допустимого напряжения; и диоды UF4007 для разрядки затворов через противоположные плечи контура.

    Полевые транзиcторы IRFP250 и IRFP260 хорошо подходят для данного ZVS-драйвера. Естественно, если потребуется дополнительное охлаждение, то каждый транзистор должен быть установлен на отдельный радиатор, поскольку работают транзисторы не одновременно. Если радиатор только один, то обязательно использование изолирующих подложек. Питание схемы не должно превышать 36 вольт, это связано с обычными ограничениями для затворов.

    Если контур без средней точки, то просто ставят два дросселя вместо одного, на каждое плечо, и режим работы сохраняется аналогичным, ровно как и с одним дросселем.

    Между тем, на Алиэкспресс уже появились изделия на основе этой автоколебательной схемы ZVS, причем как с одним дросселем, так и с двумя. Вариант с двумя дросселями особенно удобен в качестве резонансного источника питания нагревательных индукторов без средней точки.

    В настоящее время в качестве силовых ключей большой и средней мощности применяются в основном MOSFET и IGBT транзисторы. Если рассматривать эти транзисторы как нагрузку для схемы их управления, то они представляют собой конденсаторы с ёмкостью в тысячи пикофарад. Для открытия транзистора, эту ёмкость необходимо зарядить, а при закрывании – разрядить, и как можно быстрее. Сделать это нужно не только для того, чтобы ваш транзистор успевал работать на высоких частотах. Чем выше напряжение на затворе транзистора, тем меньше сопротивления канала у MOSFET или меньше напряжение насыщения коллектор-эмиттер у IGBT транзисторов. Пороговое значение напряжения открытия транзисторов обычно составляет 2 – 4 вольта, а максимальное при котором транзистор полностью открыт 10-15 вольт. Поэтому следует подавать напряжение 10-15 вольт. Но даже в таком случае ёмкость затвора заряжается не сразу и какое-то время транзистор работает на нелинейном участке своей характеристики с большим сопротивлением канала, что приводит к большому падению напряжения на транзисторе и его чрезмерному нагреву. Это так называемое проявление эффекта Миллера.

    Для того чтобы ёмкость затвора быстро зарядилась и транзистор открылся, необходимо чтобы ваша схема управления могла обеспечить как можно больший ток заряда транзистора. Ёмкость затвора транзистора можно узнать из паспортных данных на изделие и при расчете следует принять Свх = Сiss.

    Для примера возьмём MOSFET – транзистор IRF740. Он обладает следующими интересующими нас характеристиками:

    Время открытия (Rise Time — Tr) = 27 (нс)

    Время закрытия (Fall Time — Tf) = 24 (нс)

    Входная ёмкость (Input Capacitance — Сiss) = 1400 (пФ)

    Максимальный ток открытия транзистора рассчитаем как:

    Максимальный ток закрытия транзистора определим по тому же принципу:

    Так как, обычно мы используем для питания схемы управления 12 вольт, то токоограничивающий резистор определим используя закон Ома.

    То есть, резистор Rg=20 Ом, согласно стандартному ряду Е24.

    Заметьте, что управлять таким транзистором напрямую от контроллера не получится, введу того, что максимальное напряжение, которое может обеспечить контроллер, будет в пределах 5 вольт, а максимальный ток в пределах 50 мА. Выход контроллера будет перегружен, а на транзисторе будет проявляться эффект Миллера, и ваша схема очень быстро выйдет из строя, так как кто-то, или контроллер, или транзистор, перегреются раньше.
    Поэтому необходимо правильно подобрать драйвер.
    Драйвер представляет собой усилитель мощности импульсов и предназначен для управления силовыми ключами. Драйверы бывают верхнего и нижнего ключей в отдельности, либо объединенные в один корпус в драйвер верхнего и нижнего ключа, например, такие как IR2110 или IR2113.
    Исходя из информации изложенной выше, нам необходимо подобрать драйвер, способный поддерживать ток затвора транзистора Ig = 622 мА.
    Таким образом, нам подойдёт драйвер IR2011 способный поддерживать ток затвора Ig = 1000 мА.

    Так же необходимо учесть максимальное напряжение нагрузки, которое будут коммутировать ключи. В данном случае оно равно 200 вольт.
    Следующим, очень важным параметром является скорость запирания. Это позволяет устранить протекание сквозных токов в двухтактных схемах, изображенной на рисунке ниже, вызывающие потери и перегрев.

    Если вы внимательно читали начало статьи, то по паспортным данным транзистора видно, что время закрытия должно быть меньше времени открытия и соответственно ток запирания выше тока открытия If>Ir. Обеспечить больший ток закрытия, можно уменьшив сопротивление Rg, но тогда также увеличится и ток открытия, это повлияет на величину коммутационного всплеска напряжения при выключении, зависящего от скорости спада тока di/dt. С этой точки зрения повышение скорости коммутации является в большей степени негативным фактором, снижающим надежность работы устройства.

    В таком случае воспользуемся замечательным свойством полупроводников, пропускать ток в одном направлении, и установим в цепи затвора диод, который будет пропускать ток запирания транзистора If.

    Таким образом, отпирающий ток Ir будет протекать через резистор R1, а запирающий ток If — через диод VD1, а так как сопротивление p – n перехода диода намного меньше, чем сопротивление резистора R1, то и If>Ir. Для того чтобы ток запирания не превышал своего значения, последовательно с диодом включим резистор, сопротивление которого определим пренебрегая сопротивлением диода в открытом состоянии.

    Возьмем ближайший меньший из стандартного ряда Е24 R2=16 Ом.

    Теперь рассмотрим, что же обозначает название драйвера верхнего и драйвера нижнего ключа.
    Известно, что MOSFET и IGBT транзисторы управляются напряжением, а именно напряжением заствор-исток (Gate-Source) Ugs.
    Что же такое верхний и нижний ключ? На рисунке ниже приведена схема полумоста. Данная схема содержит верхний и нижний ключи, VT1 и VT2 соответственно. Верхний ключ VT1 подключен стоком к плюсу питания Vcc, а истоком к нагрузке и должен открываться напряжением приложенным относительно истока. Нижний же ключ, стоком подключается к нагрузке, а истоком к минусу питания (земле), и должен открываться напряжением, приложенным относительно земли.

    И если с нижним ключом все предельно ясно, подал на него 12 вольт – он открылся, подал на него 0 вольт — он закрылся, то для верхнего ключа нужна специальная схема, которая будет открывать его относительно напряжения на истоке транзистора. Такая схема уже реализована внутри драйвера. Все что нам нужно, это добавить к драйверу бустрептную ёмкость С2, которая будет заряжаться напряжением питания драйвера, но относительно истока транзистора, как это изображено на рисунке ниже. Именно этим напряжением и будет отпираться верхний ключ.

    Данная схема вполне работоспособна, но использование бустрептной ёмкости позволяет ей работать в узких диапазонах. Эта ёмкость заряжается, когда открыт нижний транзистор и не может быть слишком большой, если схема должна работать на высоких частотах, и так же не может быть слишком маленькой при работе на низких частотах. То есть при таком исполнении мы не можем держать верхний ключ бесконечно открытым, он закроется сразу после того как разрядится конденсатор С2, если же использовать ёмкость побольше, то она может не успеть перезарядится к следующему периоду работы транзистора.
    Мы не раз сталкивались с данной проблемой и очень часто приходилось экспериментировать с подбором бустрептной ёмкости при изменении частоты коммутации или алгоритма работы схемы. Проблему решили со временем и очень просто, самым надежным и «почти» дешевым способом. Изучая Technical Reference к DMC1500, нас заинтересовало назначение разъёма Р8.

    Почитав внимательно мануал и хорошо разобравшись в схеме всего привода, оказалось, что это разъём для подключения отдельного, гальванически развязанного питания. Минус источника питания мы подключаем к истоку верхнего ключа, а плюс ко входу драйвера Vb и плюсовой ножке бустрептной ёмкости. Таким образом, конденсатор постоянно заряжается, за счет чего появляется возможность держать верхний ключ открытым на столько долго, на сколько это необходимо, не зависимо от состояния нижнего ключа. Данное дополнение схемы позволяетреализовать любой алгоритм коммутации ключей.
    В качестве источника питания для заряда бустрептной ёмкости можно использовать как обычный трансформатор с выпрямителем и фильтром, так и DC-DC конвертер.

    МРТ плечевого сустава плеча в Москве

     Обычный осмотр врача или исследование при помощи рентгена не всегда позволяют установить точный диагноз. В подобных случаях применяется МРТ сустава плеча. Прохождение данной процедуры имеет возможность назначить любой доктор, но обычно направление выдается хирургом, терапевтом или травматологом.

     При помощи данной процедуры врач получает четкие и достоверные итоги обследования. Томография плечевого сустава считается многоцелевым способом диагностирования – в ходе исследования предоставляется возможность увидеть кости, сухожилия, мягкие ткани, а также оценить их состояние. Также можно определить смещения, если есть повреждения, и в том числе определиться в необходимость проведения операции. МРТ плеча позволяет выявить в суставах зарождающиеся процессы воспаления, определить ушибы и растяжения мышц.

  • Дает возможность распознать костные аномалии, которые не были выявлены другими методами диагностики.

  • Имеет огромное значение для исследования многих болезней.

  • Данный метод считается неинвазивным.

  • Имеет возможность определить и исследовать костный перелом, когда не получается выполнить четкий анализ при помощи других обследований.

  • Способствует определению в необходимости оперирования плеча при травмах.

  • Исследование не занимает много времени.

  • На снимках визуализируются здоровые и больные ткани, при этом они отличаются.

  • Процедура проходит безболезненно и не представляет угрозы для организма.

  • Четкое качество снимков.

  • Серьезные ограничения отсутствуют.

  • Можно определить место происхождения болевых ощущений.

  • Данная процедура не требует какой-либо подготовки.

  • Информативность диагностики высокая.

  • Можно обследоваться даже детям.

  • Операции на плечевом суставе

    Почти каждый десятый пациент жалуется на боль в плече. © WavebreakmediaMicro, Fotolia

    Боль в плече может появиться по нескольким причинам. Зачастую неприятные ощущения в плечевом суставе возникают вследствие мышечного спазма. Однако, такие заболевания, как артроз, травмы, кальциноз или воспаления могут также стать причиной болезненности сложного по строению плечевого сустава. Кроме мышц, страдают сухожилия, связки и кости человека. Согласно статистике, частота острой и хронической боли в плечевом суставе значительно возросла.

    В настоящее время почти каждый десятый пациент жалуется на боль в плече. Данный факт объясняется все больше набирающим популярность "сидячим" образом жизни, во время которого человек начинает непроизвольно горбиться.

    Проблемы с плечами часто вызывают продолжительную мучительную боль, сильно ограничивающую Вашу подвижность. Особенно неприятной является ночная боль. Очень часто, после травм либо воспалений плечевого сустава пациент не может лечь на больное плечо в течение нескольких недель. В таких случаях больные ощущают колющую или тупую боль.

    Причины боли в плечевом суставе

    Повреждение акромиально-ключичного сочленения

    Акромиально-ключичный сустав или, другими словами, акромиально-ключичное сочленение — это гибкое соединение между акромиальным отростком (акромион) и внешним концом ключицы (лат. clavicula). Акромиально ключичный сустав является самой высокой точкой плеча.

    Кроме того, данная часть плеча отвечает за процесс поднятия руки над головой. При любой травме этого сустава человек не больше не сможет поднять руку. Травмы акромиально-ключично сочленения чаще всего встречаются среди велосипедистов, гимнастов или людей, которые занимаются каким-либо видом спорта, в котором задействован мяч. Обычно, причиной травмы является падение на плечо.

    Однако каждое повреждение индивидуально. В зависимости от степени тяжести удара могут нарушиться связочные соединения между акромиальным отростком ключицы и самой ключицей. Также может произойти разрыв связок, которые находятся между ключицей и клювовидным отростком лопатки.

    Поражение суставной губы: отрыв суставной губы плечевого сустава

    Суставная губа (лат. Labrum glenoidale) — это хрящевая, соединительнотканная граница суставной впадины плечевого сустава. Кроме того, Labrum играет решающую роль в процессе центрации головки плечевой кости в плечевом суставе. Суставная губа охватывает головку плечевой кости увеличивая этим суставную поверхность. Таким образом обеспечивается стабильность и питание хрящевых структур плеча.

    Вслучае повреждения суставной губы после травм, падений либо вывиха, плечевой сустав теряет свою устойчивость. Такие травмы могут вызвать сильные боли в плече в области подмышечной впадины. Также, повреждения такого рода являются не только причиной снижения исходных функций плеча, но и могут привести к развитию артроза плечевого сустава (омартроз).Иногда, единственным выходом лечения заболевания является операция на плече

    Разрыв вращательной манжеты и сухожилия надостной мышцы

    Вращательная манжета - это кольцо, состоящее из мышц и сухожилий, которое отвечает за развитие энергии плечевого сустава почти во всех направлениях. При повреждении или разрыве хотя бы одного из сухожилий вращательной манжеты плеча (напр. крепкого сухожилия надостной мышцы), движения в отдельных направлениях становятся болезненными, а развитие мышц задерживается. Специалисты по лечению плечевого сустава различают острые (в результате аварий) разрывы вращательной манжеты, например после падения на локоть, от хронических патологий. Зачастую хроническая форма заболевания наступает уже в зрелом возрасте либо по причине неправильной осанки, вследствие импиджмент синдрома плечевого сустава.

    В центре внимания находится сухожилие надостной мышцы (лат. m. supraspinatus), которое проходит сверху под акромиальным отростком ключицы и соединяется с большим бугорком плечевой кости. В силу своего строения вращательная манжета плечевого сустава чаще всего подвергается различным травмам, чем другие структуры плеча. Сухожилие надостной мышцы играет решающую роль в процессе передачи энергии, дающей возможность поднять руку, не ощущая боли.

    Вращательная манжета и крепкое сухожилие надостной мышцы охватывают головку плечевой кости сверху и центрируют ее в плечевом суставе. © Alila Medical Media, Fotolia

    Импиджмент-синдром плечевого сустава

    Импиджмент-синдром плечевого сустава это сужение структур подключичной области (акромион). Особенно при отклонении руки в сторону наблюдается соприкасание плечевой кости и акромиального отростка ключицы. В результате данного контакта происходит защемление мышц и сухожилий плеча. Больше всего в этом случае поражается сухожилие надостной мышцы ротаторной манжеты. Мышца становиться слабой и ее разрыв может произойти даже при малейших нагрузках, что способствует увеличению сужения под акромионом. Иногда пациенты замечают в суставе пощелкивание в момент опускания руки.

    Если пациент совершает нагрузки на плечо импинджмент-синдром вызывает усиленную боль. У таких профессий как гандболисты, волейболисты, теннисисты, а также у людей, которые работают с запрокинутой головой и поднятыми вверх руками (напр. маляр), плечи постоянно находятся в движении и подвергаются сильным нагрузкам. Зачастую это приводит к типичным импинджмент-синдрому болевым ощущениям.

    Боль может отдавать от плеча в руку. Однозначным симптомом субакромиального конфликта являются сильные боли при замедленном поднятии прямой руки по боковой дуге. Особенно неприятные ощущения пациент переносит, когда рука проходит по средней части этой дуги. Если вовремя не начать лечение этой патологии, без операции не обойтись.

    При импинджмент-синдроме боль вызывает отведение руки в сторону, особенно по углом 60°–90°. © joint-surgeon

    Разрыв сухожилия двуглавой мышцы (бицепса) плеча

    Травмы сухожилий надостной мышцы зачастую сопровождаются воспалительными реакциями либо даже разрывами бицепса. Импинджмент-синдром плечевого сустава также оказывает негативное влияние на сухожилия двуглавой мышцы плеча, так как во время данной патологии бицепс сдавливается, после чего может наступить болезненное воспаление.

    Тендит — это раздражение сухожилия двуглавой мышцы плеча. Для диагностики поражений бицепса в клинике проводят тест сопротивления активной супинации кисти. Путем давления на переднюю область вращательной манжеты врач может вызвать типичную боль в плече. Кроме того, длительный износ может привести к разрыву сухожилия. При травмах двуглавой мышцы проявляется характерное утолщение мышечного брюшка бицепса.

    Артроз плечевого сустава (омартроз)

    Артроз плечевого сустава (омартроз) - это последовательный износ суставных поверхностей плечевого сустава, сопровождающийся потерей хряща, болезненным сокращением (окоченение) мышечного волокна и прогрессирующей слабостью.

    Как и в любом другом суставе, хрящевые поверхности плечевого сустава отвечают за его подвижность и скольжение. Такое заболевание как артроз вызывает тупую и глубокую боль в плече, которая усиливается во время совершения броска либо когда пациент находится в положении с запрокинутой головой и поднятыми вверх руками.

    Если суставный хрящ травмируется вследствие воспалений, аварий либо износа, к боли в плечевого сустава постепенно присоединится и чувство скованности. Пациенты, страдающие артрозом плечевого сустава чаще всего, ощущают боль в подмышечной области. В отличие от несущих суставов нижних конечностей (артроз тазобедренного сустава, артроз коленного сустава, артроз голеностопного сустава), омартроз поражает плечо довольно редко.

    При артрозе плечевого сустава боль вызывает отведение руки в сторону, особенно на угол 90°–120°. © joint-surgeon

    Кальциноз предплечья

    Кальциноз предплечья (лат. Tendinosis calcarea) — это заболевание в области сухожилий плечевого сустава. Наиболее часто кальцинирующий тендинит поражает сухожилие надостной мышцы плеча. Причиной недуга является недостаточное кровоснабжение вращательной манжеты, приводящее к отложению солей кальция. Интенсивность нагрузок, а также предшествующие повреждения и падения на плечо значения в данном случае не имеют. Большинству пациентов, страдающих кальцинозом предплечья от 40 до 50-ти лет.

    Воспаление слизистой сумки (бурсит) плечевого сустава

    Бурса - слизистая сумка плечевого сустава - это щелевидная скользящая полость, содержащая суставную (синовиальную) жидкость. Как правило, бурса расположена в местах наибольшего трения и создает баланс высокой механической нагрузки между костями и другими тканями, например, мышцами, сухожилиями и костными структурами. Самой крупной синовиальной сумкой в организме является подакромиальная сумка (лат. Bursa subacromialis). Воспаление этой структуры служит причиной частого возникновения острой боли в плече. Зачастую наблюдается механическая перенагрузка, например вследствие работы с поднятыми вверх руками и запрокинутой головой. Эти факты приводят к образованию микротравм и кристаллов, вызывающих асептические (не содержащие бактерий) воспаления. В отдельных случаях, например, при коррекции рациона питания или диетах может произойти кристаллизация мочевой кислоты, при нарушении обмена которой у пациента может развиться подагра.

    Синдром "замороженного плеча" - плечелопаточный периартрит

    Синдром "замороженного плеча" или, другими словами, синдром Дюплея — это небактериальное воспаление суставной капсулы плечевого сустава, способствующее ее сокращению. Клинически проявляется сильной болью в плече с иррадиацией в руку и ограничением объема движений (первичный синдром "замороженного плеча"). Причины этой патологии довольно разнообразны и поэтому исследованы не до конца.

    Плечелопаточный периартериит может возникнуть и вследствие определённых заболеваний либо травм. В таком случае медики рассматривают вторичный синдром "замороженного плеча". После острой воспалительной стадии плечевой сустав может оставаться неподвижным более шести месяцев. Такие нарушения метаболизма, как диабет либо заболевания щитовидной железы только ускоряют описанный недуг.

    Боль в плечевом суставе: когда нужна операция?

    Иногда боль в плече лечится и без операции: в некоторых случаях консервативные методики, например, физиотерапия, уколы и ударно-волновая терапия способствуют значительному улучшению Вашего состояния. Однако при заметных ограничениях подвижности и скованности плечевого сустава специалисты Геленк Клиники рекомендуют оперативное вмешательство. Если УЗИ и магнитно-резонансное обследование (МРТ) показали структурные нарушения связок и сухожилий Вас также направят на операцию. Без операции не обойтись и вслучае дегенеративных изменений (артроз), воспалений (напр. бурсит), а также продолжительной боли. Когда консервативные методы лечения не приносят желаемого результата в Геленк Клинике проводят операцию на плечевом суставе.

    Как проходят операции на плече в Геленк-Клинике?

    Необходимость и срочность операции на плечевом суставе зависит от точного диагноза, поставленного специалистом по лечению плеча, а также динамикой заболевания. Как правило операции на плече проводятся в Геленк Клинике при помощи открытых и малоинвазивных (артроскопических) операционных методик. При открытой хирургии врач делает разрез на коже, который позволяет ему с точностью видеть операционное поле.

    Для артроскопической операции достаточно и минимального разреза, размером 0,5–1 см., через который хирург вводит в сустав специальные тонкие трубки, диаметром в несколько миллиметров. При помощи данных приспособлений врач может вводить в сустав камеру и другие небольшие операционные инструменты, и таким образом направлять их к сухожилиям, костям и хрящевым поверхностям. В Геленк Клинике предпочитают артроскопические операции, так они связаны с минимальной болезненностью и минимальным рубцеванием.

    Именно поэтому хирурги медицинского ортопедического центра Геленк Клиник в Германии проводя оперативное лечение плечевого сустава при помощи артроскопии. Долголетний опыт наших специалистов по лечению заболеваний плечевого сустава позволяет им проводить артроскопические операции при необходимости сложных сухожильных швов, удаления слизистой сумки и отложений кальция.

    Преимущество артроскопической операции заключается в отсутствии необходимости проведения крупных разрезов кожи, мягких тканей и других структур для того, чтобы создать хорошую видимость операционного поля. При помощи небольшой камеры, находящейся на конце подвижной тонкой трубки врачу открывается прямая видимостью на оперируемых участок.

    Поэтому - в отличие от открытых операций - у пациента наблюдаются минимальные травмы и рубцы, которые в последствие могли бы привести к боли в плечевом суставе. Возникновение послеоперационных осложнений и тем самым замедление процесса выздоровление сводится благодаря артроскопической операции к минимуму. Уже спустя один день после такой операции пациент может начать легкие движения плечом.

    Ваш специалист по лечению заболеваний плечевого сустава: Какой врач проводит операции?

    Одним из самых важных элементов работы сотрудников ортопедического медицинского центра Геленк-Клиник в г. Гундельфинген, что недалеко от Фрайбурга, являются доверительные отношения между врачами и пациентами. Именно поэтому Ваш лечащий врач будет сопровождать Вас от первого приема до послеоперационного периода. Таким образом, если у Вас появятся дополнительные вопросы, Вы сможете в любое время обратиться к Вашему личному врачу. Лечение плечевого сустава и артроскопические операции в Геленк-Клинике проводят опытные специалисты д-р Марквас и д-р Остермаер.

    Подготовка к операции на плечевом суставе

    Сначала проводится обширное клиническое обследование плечевого сустава, результаты которого предоставляются пациенту на основании визуализационной диагностики. Клиническое обследование состоит из разъяснительной беседы с врачом и физического осмотра пациента, во время которого проверяется подвижность плечевого сустава. Визуализационное обследование подразумевает рентгенодиагностику, которая предоставляет полную картину о состоянии костных структур плеча. Кроме того, важными предоперационными элементами являются МРТ (магнитно-резонансная томография) и УЗИ (ультразвуковое исследование), которые помогают определить либо исключить наличие повреждений мышц, сухожилий и синовиальных сумок плечевого сустава.

    Если результаты вышеуказанных исследований не препятствуют операции, с пациентом проводится дооперационная консультация, во время которой хирург рассказывает о ходе операции, а также разъясняет все возможные осложнения после подобного вмешательства. После этого с пациентом беседует анестезиолог, который еще раз проверит состояние его здоровья перед наркозом. Операция на плечевом суставе проводится после разрешения хирурга и анестезиолога, как правило, на следующий день после обследования.

    Визуализационная диагностика методом (УЗИ) посмогает врачу установить наличие травм мышечных структур, сухожилий и синовиальных сумок. © joint-surgeon

    Какой вид анестезии используется во время операции?

    Операции на плече проходят под общим наркозом. Для этого анестезиолог использует комбинацию анестезирующих средств, специально подобранных для пациента. Во время операции Вы крепко спите и не ощущаете боли. Врач-анестезиолог находится все время рядом. Он регулярно проверяет Ваши жизненно-важные функции и тщательно следит за тем, чтобы Вы не проснулись.

    Какие вспомогательные средства могут понадобиться после операции на плече?

    После определенных травм, например разрыва акромиально-ключичного сочленения, плечо фиксируется при помощи бандажа Гилкриста. © Dan Race, Fotolia

    В течение первых дней после операции обращайте особое внимания на частоту, а также интенсивность движений плечом. Постарайтесь сделать так, чтобы плечевой сустав находился в состояния покоя. Для этого, наши сотрудники предоставят Вам специальный ортез-фиксатор, который будет стабилизировать плечо. После оперативного вмешательства вследствие некоторых травм, например, разрыва вращательной манжеты, плечевой сустав должен находиться в определенном положении. Необходимый угол наклона позволяет создать специальная абдукционная шина, или точнее абдукционная подушка.

    Будет ли болеть плечо после хирургического вмешательства?

    Операция — это процесс, связанный с неприятными ощущениями. Мы стараемся свести боль после хирургической реконструкции плечевого сустава к минимуму. Как правило, пациенту делают специальную инъекцию, которая обезболивает пораженную конечность прим. на 30 часов. После этого боль уменьшается и пациенту дают обычные медикаменты, необходимые после операции. Хирурги, а также все сотрудники нашей клиники обеспечат Вам максимальную безболезненность после операции на плече.

    Где я буду находиться после операции на плечевом суставе?

    Одиночная палата в Геленк-Клинике в г. Гундельфинген

    Во время стационарного пребывания в клинике Вы находитесь в одиночной палате с душем и туалетом. В каждой палате в наличии имеются полотенца, халат и тапочки. Так же, у Вас будет мини бар, сейф и телевизор. С собой необходимо иметь собственные медикаменты, удобную одежду и ночное белье. После операции уход за пациентом осуществляют опытный обслуживающий медицинский персонал и профессиональные физиотерапевты 24 часа в сутки. Как правило, пребывание в больнице не превышает трёх дней. Ваши родственники могут остановиться в гостинице, находящейся в нескольких шагах от клиники. Мы с радостью позаботимся о резервации номера в отеле и будем рады организовать для Вас лечение в Германии.

    На что нужно обратить внимание после операции?

    Так как после операции плечо должно находиться в состоянии покоя, постарайтесь избегать прерывистых движений. При помощи специального ортеза плечевой сустав фиксируется на 6 недель, что позволяет совершать только легкие движения, направленные на восстановление как внешней, так и внутренней ротации конечности, а также пассивной подвижности. Активные тренировки и упражнения для восстановления мышечной массы стоит возобновить только через 6 недель после операции. В зависимости от медицинских показаний Вас направят на мануальную терапию для устранения дисфункций опорно-двигательного аппарата. Лечение будет проводить опытный физиотерапевт нашего медицинского центра. Между 5-ым и 7-ым днями после операции снимаются швы. Через 7 дней Вы сможете принять душ.

    • Стационарное лечение: 3 дня
    • В клинике рекомендуют находится: 10 дней после операции
    • Возможное возвращение домой: через 7 дней после операции
    • Рекомендуемый обратный полет: через 10 дней
    • Принять душ можно: через 7 дней после операции
    • Рекомендуемая продолжительность больничного: 6 недель (в зависимости от профессиональной деятельности)
    • Когда снимаются швы: через 5-7 дней после операции
    • Когда можно снова водить автомобиль: 6–8 недель
    • Амбулаторная физиотерапия: 2 недели

    Какова стоимость операции плечевого сустава?

    Кроме стоимости операции на плече необходимо учесть и дополнительные расходы на диагностику, прием у врача и вспомогательные средства (напр. ортезы). Если после операции на плечевом суставе Вы собираетесь пройти физиотерапевтическое лечение в Германии, мы с радостью поможем Вам с организацией приемов у специалистов и предоставим соответствующую смету затрат. Информацию касательно стоимости проживания в отеле, а также последующего лечения в реабилитационной клинике Вы сможете найти на интернет странице самого медицинского учреждения. Мы будем рады помочь Вам в организации реабилитационного лечения в Германии.

    Как записаться на операцию пациентам из-з а рубежа?

    Если Вы хотите пройти лечение плечевого сустава в Германии, Вам необходимо будет предоставить нам актуальные снимки МРТ, а также результаты рентгенологического исследования. Таким образом, врачи-ортопеды Геленк- Клиники смогут оценить состояние костей и суставов плеча. Эти документы Вы сможете переслать через наш интернет-сайт. После этого, в течение 1-2 рабочих дней Вам будет выслана вся необходимая информация, предварительный план лечения, а также окончательная смета расходов.

    Иностранные пациенты могут записаться на прием в короткие сроки, соответствующие их личному времени. Мы будем рады помочь Вам с оформлением визы, после того как на наш счет поступит сумма данной услуги, указанная в смете расходов. Если по какой-то причине Вам будет отказано в предоставлении визы, эта сумма возвращается в полном объеме.

    Для пациентов из-за рубежа мы стараемся сократить время между предварительным обследованием и самой операций. Таким образом Вам не нужно будет приезжать в клинику несколько раз. Во время как стационарного так и амбулаторного лечения плечевого сустава Вы сможете воспользоваться услугами персонала отдела управления делами пациента, сотрудники которого владеют несколькими иностранными языками (напр. английский, русский, испанский, португальский). Так же мы оказываем помощь в поиске переводчика (напр. на арабский), оплата которого производится пациентом в отдельном порядке. Мы будем рады помочь Вам в организации трансфера, поиске отеля и подскажем как интересно провести свободное время в Германии Вам и членам Ваше семьи.

    IGBT как переключатель

    Откуда вы взяли свою модель IGBT?
    Это модель для реальной части общей модели IGBT?
    Часть, которую вы выбрали, обычно должна работать с приводом 5 В, но кривые на рис. 3 ниже показывают, что вам обычно требуется не менее 6,5 В, и, скажем, 8 В + привод будет лучше. Обратите внимание, что максимальное напряжение привода затвора, показанное на графике, составляет 13,5 В, даже если устройство имеет номинальное напряжение затвора 20 В. Работа значительно ниже номинального напряжения затвора является хорошей целью безопасности, если устройство работает хорошо при выбранном напряжении затвора

    Таблицу IRG4BC10U IGBT можно найти здесь

    Это хорошая часть, которая хорошо соответствует вашим потребностям, если частота ШИМ не слишком высока и при условии, что вы обеспечите достаточное количество дисков.

    На странице 2 спецификации указано, что VGE (th) = пороговое значение затвора = минимальный разворот напряжения составляет не более 6 В (наихудший случай), поэтому вы ДОЛЖНЫ использовать не менее 6 В преобразователя в конструкции.

    На листе данных на рис. 3 на стр. 3 показано, что вы можете получить 10А при напряжении 9 В, что должно быть достаточно для вас. 10A x 110 ~ = 1 киловатт! По другим причинам у вас будут проблемы с достижением этого тока, но вам это не нужно. Лампа мощностью 100 Вт требует около 1 А при 100 В переменного тока после прогрева.

    ОДНАКО

    • На рисунке 1 показан максимальный ток с частотой. Он достаточно счастлив на частоте 1 кГц, становится несчастным на частоте 10 кГц и становится намного хуже. 1 кГц - это довольно медленный ШИМ, но достаточно быстрый, чтобы избежать мерцания лампы.

    • На рис. 5 показано, что при падении напряжения в 1 ампер вы получите менее 2 В, может быть, падение 1 В.

      При 1A x 2V вы получаете ~ 2 Вт рассеяния плюс потери на переключение.

    • На рис. 10 показано, что потери при переключении малы на частоте 1 кГц по сравнению с потерями энергии из-за включенного напряжения от 1 до 2 В при напряжении 1A.

    Таким образом, в целом - с IGBT-приводом с напряжением около 10 В и 1 кГц ШИМ и скромным радиатором, он будет нормально работать при 110 В переменного тока, 1 А.

    НО МОП-транзистор может быть лучшим выбором - более высокий ШИМ без потерь IGBT.

    Infineon IPA60R520E6 MOSFET есть в наличии на Digikey по цене $ 2/1 здесь.

    • 600В, 8А.

    • Привод переменного тока до +/- 30 В на воротах более прочный, чем большинство.

    • Корпус типа «FullPAK» TO220 полностью изолирован, что делает его более безопасным в использовании.

    • Он будет работать нормально при 5-вольтовом приводе с нагрузкой <= 2А - намного счастливее, скажем, при 6В или более.

    • Сопротивление Rdson = on составляет чуть более 1 Ом при нагрузке до нескольких ампер при напряжении питания 5 В. Скажем, потери 1,5 Вт при 1 А и 3 Вт при 2 А. (Страница 10, различные фиги).

      Требуется аналогичный радиатору для IGBT.
      Например, при повышении температуры на 30 ° С на 3 при радиаторе 30/3 = 10 ° С / Вт.
      FullPAk pkg добавляет еще 4,3C / W теплового сопротивления.

    • НО время переключения значительно меньше 100 наносекунд означает, что он подходит для гораздо более высоких частот ШИМ, чем IGBT.

    В целом, FET будет хорошо работать и позволит более широкий выбор частот ШИМ.

    Что сейчас с IGBT; это просто электричество!

    Модули питания

    IGBT (инверторы) необходимы для преобразования электроэнергии из одной формы в другую, чтобы электричество можно было удобно и безопасно использовать во многих вещах, которые мы используем в повседневной жизни; в том числе: кондиционеры, холодильники, электромобили и многое другое.

    Узнайте больше о IBGT, в том числе о том, как они работают и что нужно для их производства, ниже.


    Что такое IGBT?
    IGBT - это короткая форма биполярного транзистора
    с изолированным затвором .Это трехконтактный силовой полупроводниковый прибор, который в основном используется в качестве электронного переключателя. Эти устройства, интегрированные как часть силового модуля IGBT, идеально подходят для современных электронных устройств из-за их способности быстро включать / выключать поток энергии.
    Силовой модуль IGBT - это сборка и физическая упаковка нескольких силовых полупроводниковых кристаллов IGBT в одном корпусе.

    БТИЗ
    используются в: электромобилях, поездах с частотно-регулируемыми приводами (ЧРП), холодильниках с регулируемой скоростью, балластах для ламп, кондиционерах, военном оборудовании и практически любых электронных устройствах, требующих высокоскоростного переключения тока.

    Что делает модуль IGBT?
    Силовой модуль IGBT функционирует как электронное переключающее устройство, позволяя току переключаться с постоянного на переменный. Посредством переменного переключения постоянный ток (DC) может быть преобразован в переменный ток (AC) и наоборот.
    Представьте, что у вас батарея постоянного тока, и кто-то хлопает вас по плечу и просит вместо этого произвести переменный ток. Как бы ты это сделал? Если весь производимый вами ток течет в одном направлении, как насчет добавления простого переключателя к выходному проводу? Очень быстрое включение и выключение тока даст импульсы постоянного тока.Чтобы обеспечить правильный переменный ток, вам понадобится переключатель, который позволял бы реверсировать ток и делать это примерно 100 раз в секунду. Визуализируйте себя как человеческую батарею, меняющую контакты туда и обратно более 6000 раз в минуту. Теперь нужно много переключаться. К счастью для нас, силовой модуль IGBT может легко взять на себя эту работу. . . .

    Вот это да… Я немного устал. А ты?

    Это преобразование мощности важно для правильной работы приложений. Например, для привода электродвигателя необходим трехфазный переменный ток.С другой стороны, все системы накопления электроэнергии (батареи) нуждаются в постоянном токе. Модули IGBT играют в этом важную роль.

    БТИЗ и электромобили
    В электромобилях силовой модуль IGBT считается «сердцем» электрифицированной трансмиссии.

    Подобно сердцу, распределяющему энергию по нашим телам, силовой модуль функционирует как человеческое сердце в электроприводе электрических и гибридно-электрических транспортных средств.В электроприводе силовой модуль распределяет и преобразует постоянный ток от аккумуляторной батареи электромобиля в переменный ток, который используется в электродвигателе, приводящем в движение силовую установку транспортного средства. Это делает силовой модуль критически важным компонентом для повышения энергоэффективности и увеличения запаса хода аккумуляторных батарей для электромобилей.

    Что находится внутри блока силового модуля IGBT?
    Изображение ниже представляет собой покомпонентное изображение типичных элементов модуля IGBT, которые могут включать: несколько плат силовых модулей, пластиковый корпус, радиатор, слои силикона и / или клея и слой геля (для отвода тепла). .Все это затем помещается внутрь корпуса в сборе, и части сборки соединяются вместе, чтобы создать окончательный собранный блок.

    Давайте разберем эти элементы и поговорим о некоторых производственных проблемах.

    Плата силового модуля
    Плата модуля питания, которая обычно представляет собой медную подложку с прямым соединением (подложки DBC обычно используются в модулях питания из-за их очень хорошей теплопроводности.) требуют нескольких типов крепления штампа и припоя. Процессы могут включать в себя: присоединение кристалла IGBT, присоединение диодного кристалла, SCR (кремниевый выпрямитель) / присоединение тиристорного кристалла, присоединение преформы припоя и размещение конденсатора и резистора.

    Пример меди с прямым соединением, показывающий несколько типов штампов

    Какие проблемы могут возникнуть при производстве такой платы?
    • Работа с хрупкой матрицей и подложкой
    • Типы компонентов High-Mix
    • Высокая потребность в пропускной способности
    Наша платформа FuzionSC ™ предлагает:
    • Комплексное решение «все в одном» с высокой пропускной способностью
    • Возможность подачи с вафли, ленты, лотка
    • 10 мкм Высокая точность, возможность установки усилия от 10 г до 5000 г
    • 200 мкм x 200 мкм ~ 150 мм x 150 мм Диапазон компонентов
    • Вакуумная опора устройства для обработки подложек
    См. FuzionSC ниже, демонстрирующий - размещение DBC, преформы и штампа.


    Сборка модуля IGBT
    Как мы упоминали выше, платы (обычно 3 входят в 1 блок IGBT) являются лишь одной частью общего модуля. Все отдельные части необходимо собрать вместе, а затем интегрировать в окончательный корпус. Процессы автоматизации нестандартной формы могут включать: размещение выводной рамки, размещение DBC, размещение выравнивателя, присоединение радиатора и сборку гелевого слоя.

    Какие могут быть проблемы?
    • Крупные / тяжелые детали нестандартной формы
    • Высококачественные упаковки (лоток, вафля, гель)
    • Высокая потребность в пропускной способности
    FuzionSC и / или FuzionOF ™ могут решить эти проблемы с помощью:
    • Гибкая обработка материалов
    • Разнообразные и высокопроизводительные решения для кормления
    • Диапазон компонентов до 150 x 150 мм
    • 10 г ~ 5000 г возможность размещения усилия
    См. Видео FuzionOF ниже, демонстрирующее широкий спектр процессов автоматизации OF.


    Окончательная сборка корпуса
    Для завершения окончательной сборки блока IGBT потребуется дозирование силикона и геля, размещение модуля IGBT в окончательном корпусе и соединение верхней и нижней части вместе с помощью вставки и поворота винтов.
    Какие могут быть проблемы?
    • Крупные / тяжелые детали
    • Требования к нескольким процессам
    • Высокая потребность в пропускной способности
    • Требования к дозировке
    Характеристики нашей платформы Ulflex:
    • Гибкая система обработки больших и тяжелых деталей
    • Выдача клея, геля и др.
    • Винтовой
    • Возможность нескольких процессов
    • Простая перенастройка
    См. Видео с Uflex ™ ниже, демонстрирующее дозирование и завинчивание:


    Независимо от того, какие проблемы при сборке БТИЗ включают: несколько типов компонентов, несколько типов упаковки компонентов, ограничения производственных площадей или большие объемы спроса, у нас есть ЭТО решение для вас.

    Свяжитесь с нами и дайте нам знать, как мы можем помочь с вашими производственными потребностями IGBT!


    Интегрированные модули IGBT

    упрощают управление питанием

    Использование двигателей и инверторов продолжает расти в таких приложениях, как промышленная автоматизация, робототехника, электромобили, солнечная энергия, бытовая техника и электроинструменты.Наряду с этим ростом возникает необходимость повышения эффективности, снижения затрат, уменьшения занимаемой площади и упрощения общей конструкции. Хотя заманчиво разработать индивидуальную силовую электронику двигателя и инвертора с использованием дискретных биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) в соответствии с конкретными требованиями, это может быть дорогостоящим в долгосрочной перспективе и задерживать сроки проектирования.

    Вместо этого разработчики могут использовать готовые модули IGBT, которые объединяют несколько устройств питания в один корпус. Такие модули удовлетворяют потребность проектировщиков в разработке компактных систем с минимумом межсоединений, тем самым упрощая сборку, сокращая время вывода на рынок и стоимость, а также улучшая общую производительность.В сочетании с соответствующим драйвером IGBT модули IGBT позволяют разрабатывать эффективные и экономичные моторные приводы и инверторы.

    В этой статье кратко описаны электродвигатели и инверторы, а также связанные с ними схемы привода и требования к производительности. Затем будут рассмотрены преимущества использования модулей IGBT и различных стандартов упаковки модулей, прежде чем будут представлены варианты конструкции привода двигателя и инвертора на основе модулей IGBT и микросхем драйверов от таких поставщиков, как NXP Semiconductors, Infineon Technologies, Texas Instruments, STMicroelectronics и ON Semiconductor, а также как их применять, в том числе с использованием оценочных плат.

    Типы двигателей и стандарты эффективности

    IEC / EN 60034-30 делит КПД двигателя на 5 классов от IE1 до IE5. Национальная ассоциация производителей электрооборудования (NEMA) имеет соответствующую шкалу оценок от «стандартной эффективности» до «сверхвысокой эффективности» (рис. 1). Использование электронных приводов необходимо для соответствия более высоким стандартам эффективности. Асинхронные двигатели переменного тока с электронными приводами могут соответствовать требованиям IE3 и IE4. Для соответствия уровням эффективности IE5 необходимы более дорогие двигатели с постоянными магнитами и электронные приводы.

    Рис. 1. Классы эффективности двигателя согласно IEC / EN 60034-30 (IE1 - IE5) и соответствующие рейтинги NEMA (от стандартной до сверхвысокой эффективности). Асинхронные двигатели переменного тока с ВОП и электронными приводами могут соответствовать требованиям IE3 и IE4. Двигатели с постоянными магнитами необходимы для соответствия уровням эффективности IE5. (Источник изображения: ECN)

    Разработка недорогих микроконтроллеров (MCU) позволила разработчикам использовать векторное управление, также называемое полевым управлением (FOC), метод управления частотно-регулируемым приводом (VFD), в котором токи статора трехфазного переменного тока мотор идентифицируется как два ортогональных компонента, которые можно визуализировать с помощью вектора.Пропорционально-интегральные (ПИ) регуляторы могут использоваться для поддержания требуемых значений измеряемых составляющих тока. Широтно-импульсная модуляция частотно-регулируемого привода определяет переключение транзисторов в соответствии с эталонными напряжениями статора, которые являются выходными сигналами ПИ-регуляторов тока.

    Первоначально разработанный для высокопроизводительных систем, FOC становится все более привлекательным для менее затратных приложений, в том числе из-за размера двигателя, более низкой стоимости и более низкого энергопотребления. Из-за растущей доступности недорогих высокопроизводительных микроконтроллеров, FOC все больше вытесняет более низкопроизводительное скалярное управление одной переменной вольт-на-герц (V / f).

    В настоящее время используются два основных типа двигателей с постоянными магнитами: бесщеточные двигатели постоянного тока (BLDC) и синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM). Обе эти усовершенствованные конструкции двигателей требуют силовой электроники для привода и управления.

    Двигатели

    BLDC долговечны, эффективны и экономичны. Двигатели PMSM обладают характеристиками двигателей BLDC с более низким уровнем шума и несколько более высоким КПД. Оба типа двигателей обычно используются с датчиками Холла, но также могут использоваться в бессенсорных конструкциях.Двигатели PMSM используются в приложениях, требующих высочайшего уровня производительности, в то время как двигатели BLDC используются в более чувствительных к стоимости конструкциях.

    • BLDC Двигатели
      • Легче управлять (6 шагов) и требуется только постоянный ток
      • Пульсация крутящего момента при коммутации
      • Более низкая стоимость и более низкая производительность (по сравнению с PMSM)
    • PMSM Двигатели
      • Обычно используется в сервоприводах со встроенным датчиком положения вала
      • Более сложное управление (требуется 3-фазная синусоидальная ШИМ)
      • Отсутствие пульсации крутящего момента при коммутации
      • Более высокий КПД, более высокий крутящий момент
      • Более высокая стоимость и более высокая производительность (по сравнению с BLDC)

    Обзор инвертора

    КПД инвертора показывает, сколько входной мощности постоянного тока преобразуется в мощность переменного тока на выходе.Высококачественные синусоидальные инверторы обеспечивают КПД 90-95%. Модифицированные синусоидальные инверторы более низкого качества проще, дешевле и менее эффективны, обычно 75-85%. Высокочастотные инверторы обычно более эффективны, чем низкочастотные конструкции. КПД инвертора также зависит от нагрузки инвертора (рис. 2). Для всех инверторов требуются силовые электронные приводы и средства управления.

    В случае фотоэлектрических инверторов существует три типа рейтинга эффективности:

    • Пиковая эффективность указывает на работу инвертора при оптимальной выходной мощности.Он показывает максимальную точку для конкретного инвертора и может использоваться как критерий его качества (Рисунок 2).
    • Европейский КПД - это взвешенное число, учитывающее, как часто инвертор будет работать с разной выходной мощностью. Иногда это более полезно, чем пиковая эффективность, поскольку показывает, как инвертор работает на разных уровнях мощности в течение солнечного дня.
    • Энергетическая комиссия Калифорнии (CEC) эффективность также является взвешенной эффективностью, аналогичной европейской эффективности, но в ней используются другие предположения о весовых коэффициентах.

    Основное различие между эффективностью для Европы и CEC заключается в том, что предположения о важности каждого уровня мощности для конкретного инвертора основаны на данных для Центральной Европы в первом случае и Калифорнии во втором.

    Рис. 2: Типичная кривая эффективности инвертора, показывающая точку максимальной эффективности. (Источник изображения: Университет штата Пенсильвания)

    Основы IGBT

    Основная функция IGBT - максимально быстрое переключение электрических токов с минимально возможными потерями.Как видно из названия, IGBT - это биполярный транзистор с изолированной структурой затвора; сам затвор в основном представляет собой полевой МОП-транзистор. Таким образом, IGBT сочетает в себе преимущества высокой токонесущей способности и высоких запирающих напряжений биполярного транзистора с емкостным управлением малой мощностью полевого МОП-транзистора. На рисунке 3 показано, как полевой МОП-транзистор и биполярный транзистор вместе приводят к IGBT.

    Рис. 3. Концептуальная структура IGBT, показывающая полевой МОП-транзистор, который составляет изолированный затвор, и структуру биполярного транзистора, которая является секцией управления мощностью.(Источник изображения: Infineon Technologies)

    Основная работа IGBT проста: положительное напряжение U GE от затвора (G, на рисунке 3) до эмиттера (E) включает полевой МОП-транзистор. Затем напряжение, подключенное к коллектору (C), может управлять током базы через биполярный транзистор и полевой МОП-транзистор; биполярный транзистор включается, и ток нагрузки может течь. Напряжение U GE ≤ 0 вольт отключает МОП-транзистор, ток базы прерывается, и биполярный транзистор также отключается.

    Несмотря на простую концепцию, разработка оборудования для управления IGBT - драйвером затвора - может оказаться сложной задачей из-за множества нюансов производительности реальных устройств и схем. В большинстве случаев в этом нет необходимости. Производители полупроводников предлагают подходящие драйверы затвора с широким спектром функций и возможностей в качестве интегрированных решений. Отсюда важность согласования модулей IGBT с соответствующими драйверами затвора.

    Модули

    IGBT предлагаются в большом количестве пакетов (рис. 4).Самые большие размеры рассчитаны на 3300 вольт или выше и предназначены для использования в мегаваттных установках, таких как системы возобновляемой энергии, источники бесперебойного питания и очень большие моторные приводы. Модули среднего размера обычно рассчитаны на напряжение от 600 до 1700 вольт для различных применений, включая электромобили, промышленные моторные приводы и солнечные инверторы.

    Рис. 4. Модули IGBT предлагаются в большом количестве пакетов. Типичное номинальное напряжение составляет от 600 до 3300 вольт.(Источник изображения: Fuji Electric)

    Самые маленькие устройства называются интегрированными силовыми модулями и рассчитаны на 600 вольт и могут включать в себя встроенные драйверы затворов и другие компоненты для приводов двигателей в небольших промышленных системах и бытовой технике. БТИЗ работают на более высоких уровнях мощности и более низких частотах переключения по сравнению с другими типами компонентов переключения мощности (рисунок 5).

    Рисунок 5: Диапазон мощности в зависимости от частоты коммутации для обычных устройств переключения мощности (Источник изображения: Infineon Technologies)

    Оценочная плата модуля IGBT для тяговых инверторов

    Для разработчиков высоковольтных тяговых инверторов NXP Semiconductors предлагает оценочную плату управления питанием драйвера затвора FRDMGD3100HBIEVM, использующую его микросхему полумостового драйвера затвора MC33GD3100A3EK.Эта оценочная плата специально разработана для использования с модулем IGBT FS820R08A6P2BBPSA1 от Infineon (рисунок 6). Это комплексное решение, включающее в себя микросхемы драйвера затвора полумоста, конденсатор звена постоянного тока и плату транслятора для подключения к ПК, который выдает управляющие сигналы. Целевые приложения включают:

    • Тяговые двигатели для электромобилей и высоковольтные преобразователи постоянного тока в постоянный
    • Бортовые и внешние зарядные устройства для электромобилей
    • Другие приложения для управления высоковольтными двигателями переменного тока

    Рисунок 6: Оценочная плата управления питанием драйвера затвора FRDMGD3100HBIEVM компании NXP, подключенная к модулю IGBT FS820R08A6P2BBPSA1 от Infineon, показывающая положение MC33GD3100A3EK, микросхемы полумостового драйвера затвора, конденсатора звена постоянного тока и платы транслятора для подключения к плате преобразователя. который обеспечивает сигналы управления.(Источник изображения: NXP Semiconductors)

    Драйвер для модулей IGBT 150 мм x 62 мм x 17 мм

    Для разработчиков моторных приводов, солнечных инверторов, зарядных устройств HEV и EV, ветряных турбин, транспортных средств и систем бесперебойного питания компания Texas Instruments разработала ISO5852SDWEVM-017 (рис. 7). Это компактная двухканальная изолированная плата драйвера затвора, обеспечивающая питание, напряжение смещения, защиту и диагностику, необходимые для полумостовых полумостовых МОП-транзисторов из карбида кремния (SiC) и кремниевых IGBT-модулей, размещенных в стандартных корпусах размером 150 мм × 62 мм × 17 мм.Этот модуль TI EVM основан на ИС драйвера с усиленной изоляцией, среднеквадратичное значение 5700 В, ISO5852SDW, в корпусе SOIC-16DW с длиной пути утечки 8,0 мм и зазором. EVM включает в себя изолированные источники смещения постоянного / постоянного тока трансформатора на основе SN6505B.

    Рис. 7. Двухканальная изолированная плата драйвера затвора ISO5852SDWEVM-017 компании Texas Instruments, установленная на верхней части модуля IGBT 150 мм × 62 мм. (Источник изображения: Texas Instruments)

    Интеллектуальные платы оценки модулей питания

    STMicroelectronics предлагает оценочную плату управления трехфазным двигателем STEVAL-IHM028V2 мощностью 2000 Вт (рис. 8) с интеллектуальным модулем питания STGIPS20C60 IGBT.Оценочная плата представляет собой инвертор постоянного / переменного тока, который генерирует форму волны для управления 3-фазными двигателями, такими как асинхронные двигатели или двигатели PMSM, мощностью до 2000 Вт в HVAC (кондиционеры), бытовой технике и однофазных электроинструментах высокого класса. Разработчики могут использовать этот EVB для реализации проектов FOC с трехфазными двигателями переменного тока.

    Основная часть этого модуля EVM представляет собой универсальную, полностью протестированную и укомплектованную конструкцию, состоящую из 3-фазного инверторного моста на базе интеллектуального силового модуля на 600 В IGBT в корпусе SDIP 25L, установленного на радиаторе.Интеллектуальный силовой модуль объединяет все силовые IGBT-переключатели со свободными диодами вместе с высоковольтными драйверами затвора. Такой уровень интеграции экономит место на печатной плате и затраты на сборку, а также способствует повышению надежности. Плата совместима с однофазной сетью питания от 90 до 285 вольт переменного тока, а также совместима с входами от 125 до 400 вольт постоянного тока.

    Рисунок 8: Оценочная плата продукта STMicroelectronics STEVAL-IHM028V2 с FOC. Эта плата может использоваться для оценки широкого спектра приложений, таких как HVAC (кондиционеры), бытовая техника и высококачественные однофазные электроинструменты.(Источник изображения: STMicroelectronics)

    Плата eval на 850 Вт работает с несколькими типами двигателей

    ON Semiconductor предлагает оценочную плату SECO-1KW-MCTRL-GEVB, которая позволяет разработчикам управлять различными типами двигателей (асинхронный двигатель переменного тока, PMSM, BLDC), используя различные алгоритмы управления, включая FOC, реализованные с помощью микроконтроллера, который может быть подключен через Заголовки Arduino Due (рисунок 9). Плата предназначена для использования с Arduino DUE (совместимый заголовок) или аналогичной платой контроллера с MCU.Плата была представлена ​​для поддержки разработчиков на первых этапах разработки приложений со встроенными модулями питания и коррекцией коэффициента мощности. Он предназначен для использования разработчиками промышленных насосов и вентиляторов, систем промышленной автоматизации и бытовой техники.

    Рисунок 9: Блок-схема платы оценки ON Semiconductor SECO − 1KW − MCTRL − GEVB (Источник изображения: ON Semiconductor)

    Эта оценочная плата основана на NFAQ1060L36T (Рисунок 10), интегрированном силовом каскаде инвертора, состоящем из высоковольтного драйвера, шести IGBT и термистора, подходящего для управления асинхронными двигателями PMSM, BLDC и переменного тока.БТИЗ сконфигурированы в виде трехфазного моста с отдельными подключениями эмиттера к нижним ножкам для максимальной гибкости в выборе алгоритма управления. Силовой каскад имеет полный набор функций защиты, включая защиту от перекрестной проводимости, внешнее отключение и функции блокировки при пониженном напряжении. Внутренний компаратор и опорный сигнал, подключенные к цепи максимальной токовой защиты, позволяют разработчику установить свой уровень защиты.

    Рисунок 10: Функциональная блок-схема интегрированного силового модуля NFAQ1060L36T от ON Semiconductor (Источник изображения: ON Semiconductor)

    Интегрированный модуль питания

    NFAQ1060L36T, обзор функций:

    • Трехфазный модуль IGBT 10 ампер / 600 В со встроенными драйверами
    • Компактный 29.Двухрядный корпус 6 мм x 18,2 мм
    • Встроенная защита от пониженного напряжения
    • Защита от перекрестной проводимости
    • Вход ITRIP для отключения всех IGBT
    • Интегрированные бутстрап-диоды и резисторы
    • Термистор для измерения температуры подложки
    • Штифт выключения
    • Сертификат UL1557

    Заключение

    Проектирование специальной силовой электроники двигателя и инвертора с использованием дискретных IGBT в соответствии с конкретными требованиями может быть дорогостоящим в долгосрочной перспективе и задерживать сроки проектирования.Вместо этого разработчики могут использовать готовые модули IGBT, которые объединяют несколько устройств питания в один корпус. Такие модули удовлетворяют потребность проектировщиков в разработке компактных систем с минимумом межсоединений, тем самым упрощая сборку, сокращая время вывода на рынок и стоимость, а также улучшая общую производительность.

    Как показано, разработчики могут использовать модуль IGBT с соответствующим драйвером IGBT для разработки экономичных и компактных приводов двигателей и инверторов, соответствующих стандартам производительности и эффективности.

    Рекомендуемая литература

    1. Быстрая реализация схем управления двигателем с использованием микросхемы привода со встроенным микроконтроллером
    2. Используйте сильноточные драйверы IGBT со встроенной защитой для надежного управления промышленным двигателем

    Отказ от ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

    БТИЗ для трехуровневых инверторов могут удовлетворить потребности в энергоэффективном проектировании

    Компании начинают осознавать потенциал новых рынков и возможности получения доходов от переработки, поскольку они исследуют более комплексную модель «кремний для обслуживания», которая охватывает центр обработки данных и подвижный край. В частности, с сокращением ASP (средние цены продажи) и все более непомерно высокими затратами на проектирование на все более низких узлах многие компании ищут новые источники дохода в широком диапазоне вертикалей, включая Интернет вещей (IoT).

    Однако с учетом того, что количество установок Интернета вещей, как ожидается, будет увеличиваться примерно на 15–20% ежегодно до 2020 года, безопасность в настоящее время воспринимается как серьезная возможность, так и серьезная проблема для полупроводниковой промышленности.

    Помимо услуг, концепция оборудования с открытым исходным кодом (OSH) и создание микросхем из разукрупненных, предварительно проверенных чиплетов начинает набирать обороты, поскольку компании стремятся сократить расходы и сократить время вывода на рынок гетерогенных конструкций.

    Конкретные стратегии раскрытия всего потенциала кремния и услуг, несомненно, будут различаться, поэтому для нас важно исследовать будущее, в котором полупроводниковые компании, а также различные отрасли, организации и правительственные учреждения будут играть открытую и совместную роль в помогая устойчиво монетизировать как микросхемы, так и услуги.

    В 2016 и 2017 годах продолжались быстрые приобретения и консолидация отрасли:

    • Компания Analog Devices приобрела Linear Technology
    • Infineon приобрела International Rectifier
    • Компания ROHM приобрела Powervation
    • Renesas приобрела Intersil

    Крупные производители полупроводников позиционируют себя, чтобы лучше конкурировать в нескольких вертикалях, включая облачные вычисления, искусственный интеллект (AI) и беспилотные автомобили.Согласно KPMG, многие компании все чаще рассматривают слияния и поглощения (M&A) как единственный способ стимулировать рост реальной выручки, делая новый акцент на вопросе «производить или покупать», при этом многие выбирают ответ «покупать».

    В то же время расходы на разработку микросхем продолжали расти и существенно влияли на количество разработок в усовершенствованных узлах. В частности, общее количество запусков SoC с расширенной производительностью многоядерных процессоров в первый раз практически не изменилось и выросло лишь незначительно за последние пять лет.Хотя цены на дизайн неуклонно растут с 40 нм, аналитиков больше всего беспокоит увеличение стоимости дизайна на 7 и 5 нм.

    Рич Вавжиняк, старший аналитик Semico Research, подтверждает, что начало проектирования, превышающее 10 нм, будет сдерживаться ростом затрат на разработку. Хотя общее количество проектов, которые переносятся на новые узлы, может не сильно отличаться от предыдущих обновлений геометрии процесса, Вавжиняк говорит, что сроки для таких переходов большинством компаний будут более продолжительными.

    Совершенно очевидно, что необходимы новые модели как для НИОКР, так и для доходов, поскольку усиление консолидации отрасли и ослабление АСП в долгосрочной перспективе невозможно. Именно поэтому отрасль стремится к Интернету вещей, чтобы создать дополнительные потоки доходов, и аналитики McKinsey Global Institute (MGI) оценивают, что IoT может иметь ежегодный экономический эффект от 3,9 до 11,1 триллиона долларов к 2025 году по нескольким вертикалям. Однако с учетом того, что количество установок Интернета вещей, как ожидается, будет увеличиваться примерно на 15–20% в год до 2020 года, безопасность считается как серьезной возможностью, так и проблемой для полупроводниковых компаний.

    Таким образом, MGI рекомендует создавать решения безопасности, которые позволяют компаниям, производящим полупроводники, расширяться в смежные области бизнеса и разрабатывать новые бизнес-модели. Например, компании могут помочь создать предложения по обеспечению сквозной безопасности, которые необходимы для успеха Интернета вещей. В идеале, по мнению MGI, отрасль должна играть ведущую роль при разработке таких предложений, чтобы гарантировать, что они получат свою справедливую долю в цепочке создания стоимости.

    С нашей точки зрения, решения для сквозной безопасности Интернета вещей, развернутые как платформа как услуга (PaaS), имеют решающее значение для помощи полупроводниковым компаниям в получении возобновляемых доходов от реализации конкретных услуг.Для клиентов PaaS предлагает простой способ безопасной разработки, запуска и управления приложениями и устройствами без сложностей, связанных с построением и обслуживанием сложной инфраструктуры.

    Такие решения безопасности, которые также могут использовать аппаратный корень доверия, должны поддерживать идентификацию устройства и взаимную аутентификацию (верификацию), регулярные проверки аттестации, безопасные обновления устройств по беспроводной сети (OTA), аварийное восстановление и ключ управление, а также вывод из эксплуатации и переназначение ключей для лучшего управления устройствами и предотвращения различных атак, включая распределенный отказ в обслуживании (DDoS).

    Умные города

    Недоступные микросхемы - такие как микросхемы, встроенные в инфраструктуру интеллектуального города Интернета вещей - могут предложить полупроводниковым компаниям возможность реализовать долгосрочную модель PaaS «кремний для обслуживания». Действительно, инфраструктура будущего умного города почти наверняка будет спроектирована с использованием микросхем в труднодоступных местах, включая подземные водопроводные трубы, воздуховоды для кондиционирования воздуха, а также под улицами и на парковках.

    Интеллектуальное уличное освещение, отзывчивые вывески и маячки Bluetooth нового поколения также требуют перспективных решений, чтобы избежать постоянного физического обслуживания и обновлений.Следовательно, микросхема, обеспечивающая питание инфраструктуры умного города, должна поддерживать безопасную конфигурацию функций в полевых условиях, а также различные услуги на основе PaaS, такие как расширенная аналитика, предупреждения о профилактическом обслуживании, алгоритмы самообучения и интеллектуальное проактивное взаимодействие с клиентами.

    Умные дома

    Согласно прогнозам, к 2020 году глобальный рынок умного дома достигнет стоимости не менее 40 миллиардов долларов. Согласно данным Markets and Markets, рост объема умного дома можно объяснить множеством факторов, включая значительные достижения в секторе Интернета вещей; возрастающие требования к удобству, безопасности и защищенности потребителей; более выраженная потребность в энергосберегающих решениях с низким уровнем выбросов углерода.Однако, как мы уже обсуждали ранее, крайне важно обеспечить реализацию безопасности Интернета вещей на этапе проектирования продукта, чтобы предотвратить использование злоумышленниками устройств умного дома и прерывание обслуживания.

    Помимо потенциально прибыльных возможностей кибербезопасности для полупроводниковых компаний, устройства «умный дом» обещают создать повторяющиеся потоки доходов для поддержки устойчивой модели «переход от кремния к услугам». В качестве примера Кристопер Дин из MarketingInsider выделяет популярные устройства Echo от Amazon.Поскольку уже продано не менее 15 миллионов Echo, пользователи Echo, скорее всего, станут активными потребителями Amazon, используя устройство для отслеживания списков желаний и поиска товаров, которые им впоследствии предлагается купить. Между тем, Nest использует данные термостата в качестве платформы для предложения услуг по управлению энергопотреблением коммунальным компаниям в Соединенных Штатах, при этом компании платят за значимую и действенную информацию о клиентах по подписке.

    Автомобильная промышленность

    Согласно IC Insights, в период с 2016 по 2021 год продажи микросхем для автомобильных систем и Интернета вещей будут расти на 70% быстрее, чем общие доходы от IC.В частности, продажи интегральных схем для автомобилей и других транспортных средств, по прогнозам, вырастут с 22,9 млрд долларов в 2016 году до 42,9 млрд долларов в 2021 году, а доходы от функциональности Интернета вещей увеличатся с 18,4 млрд долларов в 2016 году до 34,2 млрд долларов в 2021 году.

    Ожидаемый рост продаж автомобильных микросхем неудивителен, поскольку современные автомобили представляют собой сеть сетей, оснащенных рядом встроенных методов и возможностей связи. Однако это означает, что автомобили теперь более уязвимы для кибератак, чем когда-либо прежде.

    Потенциальные уязвимости системы безопасности включают незащищенную связь между транспортными средствами, несанкционированный сбор информации о водителе или пассажирах, захват контроля над критически важными системами, такими как тормоза или акселераторы, перехват данных транспортного средства, вмешательство в работу сторонних электронных ключей и изменение избыточного кода. обновления прошивки по воздуху (OTA). Что касается последнего, производители автомобилей сейчас сосредоточены на предоставлении безопасных обновлений OTA для различных систем, при этом глобальный рынок автомобильных обновлений OTA, по прогнозам, будет расти со среднегодовым темпом роста 18.2% с 2017 по 2022 год и достигнет 3,89 миллиарда долларов к 2022 году.

    Производители автомобилей также работают над тем, чтобы в цепочке поставок транспортных средств не было украденных и поддельных компонентов. Тем не менее, широкий спектр устройств с серого рынка все еще можно найти для питания дорогостоящих модулей, таких как бортовые информационно-развлекательные системы и фары, а также в критически важных системах безопасности, включая модули подушек безопасности, тормозные модули и органы управления трансмиссией. Таким образом, защита периферийных устройств и компонентов транспортных средств от несанкционированного доступа путем внедрения ряда многоуровневых аппаратных и программных решений безопасности стала приоритетной задачей для ряда производителей автомобилей.

    Помимо внедрения многоуровневых решений безопасности, полупроводниковая промышленность явно выиграет от внедрения подхода IoT «как услуга» к автомобильному сектору. Например, компании могут развернуть сенсорные автомобильные системы, которые заблаговременно обнаруживают потенциальные проблемы и неисправности. Это решение, которое в своей наиболее оптимальной конфигурации сочетало бы в себе микросхемы и услуги, могло быть продано как аппаратный и программный продукт или развернуто как услуга с ежемесячной или ежегодной абонентской платой.

    Медицина и здравоохранение

    Имплантированные медицинские устройства с длительным сроком службы, несомненно, потребуют от полупроводниковой промышленности высокой степени готовности к будущему, чтобы избежать частых физических обновлений и технического обслуживания. Шрихари Яманур, специалист по дизайну в области исследований и разработок в Stellartech Research Corp., отмечает, что медицинские устройства в конечном итоге будут адаптированы для удовлетворения потребностей отдельных пациентов, что приведет к расширению применения точной медицины.

    Кроме того, ожидается, что отрасль медицинского страхования будет использовать машинное обучение для оптимизации и снижения стоимости медицинского обслуживания, в то время как цифровые медицинские устройства также будут использоваться страховой отраслью для выявления пациентов из группы риска и оказания помощи.Поэтому медицинские устройства, особенно имплантируемые модели, должны быть спроектированы таким образом, чтобы поддерживать «модель перехода от кремния к услугам» через конфигурацию функций в полевых условиях и безопасные обновления OTA, а также услуги на основе PaaS, включая сбор и анализ соответствующих данных; проактивное обслуживание, продвинутые алгоритмы; и интуитивно понятный интерфейс как для пациентов, так и для врачей.

    Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом и дезагрегированные чиплеты

    Помимо услуг, оборудование с открытым исходным кодом, предлагаемое такими организациями и компаниями, как RISC-V и SiFive, начало положительно влиять на индустрию полупроводников, поощряя инновации, сокращая затраты на разработку и ускоряя вывод продукта на рынок.

    Успех программного обеспечения с открытым исходным кодом - в отличие от закрытого, огороженного сада - продолжает создавать важный прецедент для полупроводниковой промышленности. Столкнувшись с непомерно высокими затратами на разработку, ряд компаний предпочитают избегать ненужных сборщиков дорожных сборов, уделяя больше внимания архитектуре с открытым исходным кодом, поскольку они работают над созданием новых потоков доходов, ориентированных на услуги.

    Помимо аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом, концепция построения кремния из предварительно проверенных чиплетов начинает набирать обороты, поскольку полупроводниковая промышленность движется к снижению затрат и сокращению времени вывода на рынок гетерогенных конструкций.По словам Энн Стефора Мутчлер из Semiconductor Engineering, концепция чиплета некоторое время находилась в стадии разработки, хотя исторически она воспринималась как потенциальное направление будущего, а не реальное решение в тени убывающего закона Мура. Это восприятие начинает меняться по мере увеличения сложности конструкции, особенно в усовершенствованных узлах (10/7 нм), а также по мере объединения новых рынков, требующих частично настраиваемых решений.

    Концепция предварительно проверенных чиплетов вызвала интерес U.Агентство перспективных исследовательских проектов S. Defense (DARPA), которое недавно развернуло свою программу общей гетерогенной интеграции и стратегий повторного использования IP (CHIPS). В сотрудничестве с полупроводниковой промышленностью для успешной реализации CHIPS будет виден ряд IP-блоков, подсистем и микросхем, объединенных на переходнике в корпусе, подобном 2.5D.

    Инициатива CHIPS заняла центральное место в августе 2017 года, когда участники из военного, коммерческого и академического секторов собрались в штаб-квартире DARPA на официальном стартовом заседании программы Агентства по стратегии общей гетерогенной интеграции и повторного использования интеллектуальной собственности (ИС).

    Как сообщил на конференции д-р Дэниел Грин из DARPA, программа направлена ​​на разработку новой технологической структуры, в которой различные функции и блоки интеллектуальной собственности, в том числе хранение данных, вычисления, обработка сигналов, а также управление формой и потоком данных - можно разделить на небольшие чиплеты. Затем их можно смешивать, сопоставлять и комбинировать на промежуточном элементе, что-то вроде соединения частей головоломки. Фактически, говорит Грин, вся обычная печатная плата с множеством различных, но полноразмерных микросхем в конечном итоге может быть уменьшена до гораздо меньшего промежуточного устройства, содержащего кучу, но гораздо меньших микросхем.

    Согласно DARPA, конкретные технологии, которые могут появиться в результате инициативы CHIPS, включают компактную замену целых печатных плат, сверхширокополосные радиочастотные (РЧ) системы и системы быстрого обучения для извлечения интересной и действенной информации из гораздо больших объемов обычных данных. .

    Возможно, неудивительно, что полупроводниковая промышленность уже рассматривает дезагрегированный подход в виде микросхем SerDes и специализированных маломощных интерфейсов «кристалл-кристалл» для конкретных приложений.Безусловно, жизнеспособное разделение кремниевых компонентов может быть достигнуто путем перемещения высокоскоростных интерфейсов, таких как SerDes, на отдельные кристаллы в виде микросхем SerDes, смещения IP аналогового датчика на отдельные аналоговые микросхемы и реализации перехода кристалла с очень низким энергопотреблением и малой задержкой. die интерфейсы через MCM или через переходник с использованием технологии 2.5D.

    Ожидается, что помимо использования заведомо исправной матрицы для SerD в более зрелых узлах (N-1) или наоборот, дезагрегация облегчит создание нескольких SKU при оптимизации затрат и снижении риска.Точнее, дезагрегирование приведет к разбивке SoC на более высокопроизводительные и меньшие матрицы и позволит компаниям создавать определенные конструкции с несколькими вариантами. Действительно, интерфейсы «от кристалла к кристаллу» могут более легко адаптироваться к различным приложениям, связанным с памятью, логикой и аналоговыми технологиями. Кроме того, для интерфейсов «от кристалла к кристаллу» не требуется согласованной скорости линии / передачи и количества дорожек, в то время как FEC может потребоваться или не потребоваться в зависимости от требований к задержке.

    Следует отметить, что несколько компаний активно занимаются агрегацией SoC / ASIC для коммутаторов и других систем.Точно так же полупроводниковая промышленность разрабатывает ASIC с интерфейсами "кристалл-кристалл" на ведущих узлах FinFET, в то время как по крайней мере один серверный чип следующего поколения разрабатывается с дезагрегированным вводом-выводом на отдельном кристалле.

    Заключение

    За последние пять лет полупроводниковая промышленность столкнулась с множеством сложных проблем. К ним относятся увеличение затрат на разработку, размытие ASP, насыщение рынка и повышенная, но неустойчивая деятельность по слияниям и поглощениям. В течение 2018 года полупроводниковая промышленность продолжает стремиться к возвращению к стабильности и органическому росту в рамках параметров новой бизнес-парадигмы, одновременно жизнеспособной и основанной на сотрудничестве.В этом контексте компании, производящие полупроводники, осознают потенциал новых рынков и возможности получения доходов в нисходящем направлении, поскольку они исследуют более комплексную модель «от кремния к услугам», которая охватывает центр обработки данных и мобильную периферию.

    Сюда входят решения для сквозной безопасности IoT и услуги на основе PaaS, такие как конфигурация функций на месте, расширенная аналитика, предупреждения о профилактическом обслуживании, алгоритмы самообучения и интеллектуальное упреждающее взаимодействие с клиентами. Помимо услуг, концепция оборудования с открытым исходным кодом и создание микросхем из разукрупненных, предварительно проверенных микросхем начинает набирать обороты, поскольку компании переходят к сокращению затрат и сокращению времени вывода на рынок гетерогенных конструкций.

    Конкретные стратегии раскрытия полного потенциала полупроводников, несомненно, будут различаться, поэтому для нас важно изучить будущее, в котором отрасль, наряду с различными исследовательскими организациями и государственными учреждениями, будет играть открытую и совместную роль, помогая устойчивой монетизации и кремний, и сервисы.

    Для получения дополнительной информации по этой теме посетите сайт Rambus.

    Шрикант Лохокаре, доктор философии, является вице-президентом и исполнительным директором в Северной Америке Global Semiconductor Alliance.

    Интегральные схемы (ИС) STGIPS10K60A Трехфазный инвертор IGBT 600 В SDIP-25L 10 А Другие интегральные схемы

    Интегральные схемы (ИС) STGIPS10K60A Трехфазный инвертор IGBT 600 В SDIP-25L 10 А Другие интегральные схемы
    1. Дом
    2. Товары для бизнеса, офиса и промышленности
    3. Электрооборудование и принадлежности
    4. Электронные компоненты и полупроводники
    5. Полупроводники и активные элементы
    6. Интегральные схемы (ИС)
    7. интегральная схема
    8. Другие интегральные схемы
    9. STGIPST10K60A 3 фазоинвертор 600 В SDIP-25L 10 A

    IGBT 3-фазный инвертор 600 В SDIP-25L 10 A STGIPS10K60A, Найдите много отличных новых и подержанных опций и получите лучшие предложения на 3-фазный инвертор STGIPS10K60A IGBT, 10 А, 600 В SDIP-25L по лучшим онлайн-ценам на, Бесплатная доставка для многих продуктов, новейший стиль дизайна, гарантия подлинности, качественная продукция, самая низкая цена со скидкой.Трехфазный инвертор 600 В SDIP-25L 10 A STGIPS10K60A IGBT, STGIPS10K60A IGBT Трехфазный инвертор 600 В SDIP-25L 10 A.







    неоткрытый и неповрежденный товар в оригинальной розничной упаковке, 600 В SDIP-25L по лучшим онлайн-ценам на. Найдите много отличных новых и подержанных опций и получите лучшие предложения на трехфазный инвертор STGIPS10K60A IGBT. См. Все определения условий: Торговая марка:: ST, 10 A, Бесплатная доставка для многих продуктов, если применима упаковка, См. Подробную информацию в списке продавца, Если товар поступает напрямую от производителя.Состояние :: Новое: Совершенно новый, неиспользованный, такой как обычная или без печати коробка или полиэтиленовый пакет, он может быть доставлен в нерозничной упаковке. MPN:: Не применяется: UPC:: Не применяется.

    STGIPS10K60A Трехфазный преобразователь IGBT 600 В SDIP-25L 10 A



    STGIPS10K60A Трехфазный преобразователь IGBT 600 В SDIP-25L 10 A


    ltnpharm.com Найдите много отличных новых и подержанных опций и получите лучшие предложения на 3-фазный инвертор STGIPS10K60A IGBT, 10 А, 600 В SDIP-25L по лучшим онлайн-ценам, Бесплатная доставка многих продуктов, Последний стиль дизайна, Аутентичные гарантированные, качественные продукты, наслаждайтесь самой низкой ценой со скидкой.Промышленные электрические цифровые сигнальные процессоры

    opbk.varna.bg 600V 70A FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SINGLE IGBT 1 шт.

    Промышленные электрические цифровые сигнальные процессоры opbk.varna.bg 600V 70A FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SEMICONDUCTOR 1 шт.

    600V, 16-июн-014,: Электронные компоненты: промышленные и научные. Постоянный ток коллектора: 70А, напряжение коллектора-эмиттера Vces: 1. Тип корпуса транзистора: TO-47, FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SINGLE IGBT, SVHC: No SVHC, FAIRCHILD SEMICONDUCTOR - HGTG20N60A4 - SINGLE IGBT.Максимальная рабочая температура: 150 ° C. 1 шт., № 70А, Рассеиваемая мощность Pd: 90 Вт, 70 А, 600 В, ПОЛУПРОВОДНИК СПЕЦИАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ HGTG20N60A4, ОДИН IGBT. MSL: -, Напряжение коллектора-эмиттера В, 600 В, 1 шт., Генеральный директор: 600 В, Тип транзистора: IGBT, Мин. Рабочая температура: -55 ° C. 8V, Выводов: 3, Цена за: Каждого 1,: Электронные компоненты: Industrial & Scientific, 70A, br.






    , 600 В, 70 А, ПОЛУПРОВОДНИК ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ HGTG20N60A4, ОДИНОЧНЫЙ IGBT, 1 шт.

    Длина кабеля 1 м Индикатор работы Макс. Точность повторения 1 мкм Тип корпуса M8 Высокоточный переключатель Omron D5A-3210 0.49N Макс. Рабочая сила Предварительно подключенный твердотельный выходной контакт PNP Плунжер Защита IP67, датчик температуры uxcell PT100 Передатчик 24 В постоянного тока 4-20 мА от 0 ℃ до 500 ℃, 120 А постоянного тока, переменный ток, трехфазное твердотельное реле, трехфазное твердотельное реле. 24 x 18 x 8 Hoffman ASG24X18X8NK Вытяжная коробка оцинкованная крышка винта, 600V 70A FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 ОДИНОЧНЫЙ IGBT 1 шт. , кабель цифровой антенны MPD 0,61 метра 2 фута, 25 элементов Механический энкодер Поворотный инкрементальный плоский 2,7 унции Прямой квадратный дюйм 24PPR Штыри для ПК со сквозным отверстием PEC11R-4020F-S0024.ПОДКЛЮЧЕНИЕ TE / POTTER & BRUMFIELD CN1 РЕЛЕ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ 9990H DPDT 120VAC. Потенциометр Fender 250K с разъемным валом Push / Pull. 600В 70А СПЕЦИАЛЬНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК HGTG20N60A4 ОДИНОЧНЫЙ БТИЗ 1 шт. . Wiegmann N12302410 N12-Series NEMA 12 Настенный однодверный шкаф 30 x 24 x 10 Сталь,


    600V 70A ПОЛУПРОВОДНИК HGTG20N60A4 SINGLE IGBT 1 шт.

    , 600 В, 70 А, ПОЛУПРОВОДНИК HGTG20N60A4, 600 В, 70 А, ОДИН БТИЗ 1 шт.

    600V 70A FAIRCHILD ПОЛУПРОВОДНИК HGTG20N60A4 SINGLE IGBT 1 шт., 600V, 70A (1 шт.): Электронные компоненты: Промышленные и научные, FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SINGLE IGBT, Превосходное качество, Низкие цены в интернет-магазине, Доступное качество при наличии Быстрая доставка до дверей.шт 600V 70A FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SINGLE IGBT 1, 600V 70A FAIRCHILD SEMICONDUCTOR HGTG20N60A4 SINGLE IGBT 1 шт.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *