Az ipari villanymotorok vezérlésében használt feszültségszabályozók optimalizálása többfázisú előfeszítésre alkalmas GMR10Dx modulokkal

By Ganmar Technologies

Ez a cikk a megbízható és biztonságos többfázisú feszültségszabályozók kifejlesztésével kapcsolatos tervezési nehézségekkel és lényeges szempontokkal foglalkozik. Példaként a GMR10Dx leválasztott, földfüggetlen kimenetű egyenáram-átalakító modult használja, amelyhez a Ganmar Technologies nagy integráltsági fokú, széles tiltott sávú kettős kapcsolókapu-vezérlő teljesítménymoduljai társulnak. Ezeknek a moduloknak a kialakítása és felépítése úgy van optimalizálva, hogy megfeleljenek a megbízhatósággal, a biztonsággal, az elektromágneses zavarással és a hűtéssel szemben támasztott rendszerkövetelményeknek.

A cikkben található egy valós rendszert szemléltető példa, ez egy olyan háromfázisú bemenetet mutat be, amely egy teljesítménytényező-javító (PFC, power factor correction) fokozatot táplál, azt pedig egy impulzusszélesség-modulációs (PWM, pulse width modulation) vezérlésű nagy terhelés, például egy ipari villanymotor követi. A tervezést bemutató rész konkrétan az Infineon (korábban GaN Systems) nagyfeszültségű GaN kapcsolóinak vezérlésére összpontosít, és egy valós áramkört tárgyal. A cikk foglalkozik a félhidas (HB, half-bridge) totemoszlop-kapcsolású kapcsolók vezérlésére szolgáló hagyományos módszerek korlátaival is, és emellett megvizsgál a felső és alsó kapcsolók vezérlésére használható egyéb megoldásokat. Ezenkívül ismertet megbízható, biztonságos működést kínáló, egyúttal minimális helyigényű valós áramköröket, valamint foglalkozik a kis veszteségű, nagy sávszélességű áramérzékeléssel, amivel tovább egyszerűsíthető a tervezési folyamat.

A mai tervezési környezet számos nehézséget jelent, hogy csak néhány példát mondjunk, ilyen többek között a kis méretű hardver, a hatékony hűtés érdekében csökkentett fogyasztás, az optimalizált hűtéssel megnövelt megbízhatóság és a költségtakarékos megoldások iránti igény. Ezeket tovább bonyolítják a szűkös költségvetések és a rövidebb fejlesztési határidők. Hogy segítse ezeknek a nehézségeknek az elhárítását, a cikk bemutat néhány olyan szabványos alrendszert és alkotóelemet, amelyeket igénybe véve a tervezőcsapatok kihasználhatják az alrendszer-szolgáltatók szakértelmét és azt, hogy ezek a szolgáltatók megfelelnek az előírásoknak.

A cikk a Ganmar Technologies áramátalakítóit és illesztőmoduljait felhasználva optimális megoldást kínál ezekre a tervezési kihívásokra. A bemutatott modulok lehetővé teszik többfázisú kapuvezérlő rendszerek hatékony fejlesztését, miközben szabványos méretüknek köszönhetően értékes területet takarítanak meg az alaplapon.

Előfeszített feszültségszabályozó tervezése általános 3 fázisú, nagyfeszültségű, nagy teljesítményű rendszerekhez a GMR10Dx modult használva

Ez a szakasz a nagyfeszültségű, nagy teljesítményű rendszerekbe szánt előfeszített feszültségszabályozók létrehozásához kapcsolódó tervezési szempontokat ismerteti a GMR10Dx egyenáram-átalakító modulokat használva gyakorlati példaként, egyúttal bemutatva a GMR04B00x modulokkal megvalósítható földfüggetlen kapuvezérlő-előfeszítést is. Amint az 1a. ábrán látható, a rendszer része lehet egy PWM-vezérlésű nagy terhelés, például egy ipari villanymotor, amely több kapcsolót tartalmaz, és többféle előfeszítő feszültséget igényel a különböző funkcionális blokkok számára. A tervezés legfontosabb követelményei:

  • Az elektromágneses zavarással kapcsolatos szempontok: a rendszer közel 1-es teljesítménytényezőt igényel, ami szükségessé teszi a teljesítménytényező-javító (PFC) használatát.
  • Indítási logika: a teljesítménytényező-javító tartalmaz egy processzort, amely az előfeszített áramátalakítókétól független indítási logikát követel meg.
  • Teljesítményveszteség: a vezérlőelektronika teljesítményveszteségének csökkentése kritikus fontosságú a megbízhatóság és a hűtőrendszerrel szemben támasztott követelmények egyszerűsítése szempontjából.
  • Készen kapható alkatrészek használata: a készülékhez érdemes minél több készen kapható alkatrészt használni.

Az 1a. ábra egy általános rendszer-összeállítást mutat be hivatkozási alapként a cikknek a készülékkel kapcsolatos későbbi részeihez.

Egy nagy ipari terhelésekhez készült vezérlőrendszer előfeszítését és indítását szemléltető ábra (nagyításhoz kattintson az ábrára)1a. ábra: Egy nagy ipari terhelésekhez készült vezérlőrendszer előfeszítése és indítása (ábra: Ganmar Technologies)

Ez a szakasz az 1a. ábrán látható blokkvázlatra hivatkozva az előfeszített feszültségszabályozó tervezésével és a teljes rendszerbe való beillesztésével foglalkozik. A cikk minden egyes funkcióra vonatkozóan megvizsgálja a tervezési lehetőségeket, kivéve a teljesítménytényező-javítót és a PWM-vezérlőt, mivel ezeknek a részegységeknek az alapos vizsgálatához a rendszer illesztési követelményeire vonatkozóan pontosabb információkra van szükség. Következésképpen ezekkel a részegységekkel a cikk nem foglalkozik részletesen. Feltételezzük, hogy a rendszer nagyfeszültségű GaN kapcsolókat használ, amilyen például az Infineon GS66516T, bár más típusú, például SiC vagy bipoláris kapcsolók használatának megfontolása is szóba kerül.

A cikk bemutatja ezenkívül a Ganmar Technologies nagy integráltsági fokú, saját áramellátású földfüggetlen kapuvezérlő moduljait, nevezetesen a GMR04B00x típust. A típusjelben szereplő „x” a különböző választható kettős kapuvezérlő-IC-altípusokat jelzi. A részletes jellemzőket és egyéb adatokat lásd a GMR04B00x adatlapján.

Előfeszített feszültségszabályozó

Az előfeszített feszültségszabályozót úgy tervezték, hogy kis bemeneti váltakozófeszültség-érték esetén feszültségesés miatti letiltásos (UVLO, undervoltage lockout) feszültségesés-védelmet nyújtson, míg ha a bemeneti váltakozófeszültség-érték meghaladja a beállított felső határértéket, akkor túlfeszültség miatti letiltást (OVLO, overvoltage lockout) hajtson végre. Ha a bemeneti váltakozó feszültség a biztonságos üzemi értékeken belül van, a GRM10Dx modul szokványos egyenfeszültségű leválasztott kimenőjeleket állít elő, jellemzően 6 V és 22 V feszültséggel. Nagyobb rendszerekben további feszültségformákra is szükség lehet. Az 1b. ábrán egy ezeknek a feszültségeknek az eléréséhez használható jellegzetes kapcsolás látható. A GMR04B00x modulban lévő kettős kapuvezérlő IC, nevezetesen az Analog Devices ADUM7223 áramellátására egy kisfeszültségű, 5 V-os kimenet szolgál. Az egyéb jellemzőket lásd a GMR04B00x adatlapján.

A Ganmar Technologies GMR10Dx modulra épülő jellegzetes összekötő (glue) áramköröket mutató kapcsolási rajz1b. ábra: A GMR10Dx modulra épülő jellegzetes összekötő áramkörök (ábra: Ganmar Technologies)

A GMR04B00x modul belülről látja el árammal a saját földfüggetlen oldalát, hogy két 12 V-os előfeszítést hozzon létre. A magasoldali 12 V (12VH) a felső áramkapcsoló tranzisztor VIA kimeneti vezérlőegységét feszíti elő úgy, hogy a kapuvezérlő feszültsége +5,6 V/–5,6 V legyen a HBU csomóponthoz képest. Hasonló osztott meghajtós áramköri kialakítást használ a V és W fázis áramköre is.

Az alacsonyoldali kapcsolóhoz a GMR04B00x modul belsőleg egy külön 12 V-os feszültséget (12VL) állít elő, amely a bármilyen polaritású alacsonyoldali áramvisszatérési csomópont referenciapontja lehet. Az ADUM7223 eszköz VIB kimenőfeszültségét például az osztóhálózat +5,6 V és –5,6 V feszültségre osztja, így biztosítva az alsó GaN kapcsoló megfelelő működését.

A SiC kapcsolókhoz a GMR04B00x modul különböző változatai 15 V, 18 V vagy 22 V feszültséget szolgáltatnak, amelyeket gyárilag lehet beállítani a különböző nagy teljesítményű SiC kapcsolókhoz. Az osztóáramkör kimenetei földfüggetlen ± előfeszítést tesznek lehetővé a HBU/V/W felső csomópontok esetében mind az alacsony-, mind a magasoldalon a szilícium-karbid kapcsolók vezérléséhez, és ugyanígy a bármilyen polaritású alsó csomópontok esetében is. A jellemzőket lásd a GMR04B00x adatlapján.

Az előfeszített feszültségszabályozó fokozat az 1b. ábrán látható kis feszültségesésű feszültségszabályozókkal (LDO, low drop-out) együtt látja el árammal a másik két GRM04B00x illesztőmodult, amelyek a V és W csomópontnál közvetlenül a kapuelektródákhoz (gate) csatlakoznak. Ezenkívül a 22 V-os kimenőfeszültség a kis feszültségesésű feszültségszabályozókon keresztül tápfeszültséggel tudja ellátni a felhasználói kártyán lévő analóg vezérlőegységeket, digitális áramköröket és be- és kimeneti IC-ket. Nagyobb teljesítményigény esetén a felhasználók a felhasználásismertető dokumentumban találnak a GMR10Dx modulok párhuzamos kapcsolására vonatkozó útmutatást.

Indítási problémák

Alapvető fontosságú, hogy a digitális processzorok stabil áramforrásról kapjanak táplálást, mielőtt működésbe lépnének. Ehhez az előfeszített feszültségszabályozót a teljesítménytényező-javítótól független áramforrásról kell működtetni. A Ganmar áramátalakító áramköre legfeljebb 18 W-ot fogyaszt a váltakozó áramú áramforrásból, ezért csak minimálisan befolyásolja a váltakozó áramú bemenet fázisviszonyait. A GMR10DX modul 100 V és 320 V közötti bemenő egyenfeszültség-tartományban (VDC) használható, ami lefedi a villamos hálózatról üzemelő készülékek jellemző tartományát.

A nagy teljesítményű készülékekben gyakran előforduló nagyobb forrásfeszültségekkel kapcsolatban, amikor az egyenirányítók akár 380 V-ot is előállíthatnak, érdeklődjön a GMR10Dx sorozaton belüli egyéb lehetőségekről a Ganmar műszaki ügyfélszolgálatánál.

A 2. ábra egy jellegzetes 6 diódás hidas egyenirányítót ábrázol, amely alkalmas az ezt a modult használó a rendszer indítására. Amint a bemenő váltakozó feszültség meghaladja a kb. 42 VRMS értéket (60 Hz vagy 400 Hz), ami egy kis, 10 µF-os kondenzátort használva 200 V kimenő egyenfeszültséget eredményez a hídból, a modulok megkezdik a kimenőfeszültség előállítását, kis terhelés esetén legfeljebb 70 ms késleltetéssel. Ez a késleltetés elfogadható, mivel az indítás során más rendszerblokk nem vesz fel áramot.

Feszültséglökések esetén, ha a váltakozó áramú bemenetek hatására a 6 diódás hidas egyenirányító kimenőfeszültsége meghaladja az átalakítómodul biztonságos működési tartományát, a modul leáll, amíg az egyenirányított feszültség vissza nem tér a biztonságos szintre. Ezenkívül ha az egyenirányított feszültség 100 V alá esik, a feszültségesés elleni védelem lép működésbe.

Ábra – az eszköz legfeljebb 18 W-ot vesz fel közvetlenül a váltakozó áramú bemenetről2. ábra: Az eszköz az indításhoz és az előfeszítéshez legfeljebb 18 W-ot vesz fel közvetlenül a váltakozó áramú bemenetről (ábra: Ganmar Technologies)

Bemeneti szűrés

Az olyan nagy teljesítményű kapcsolómodulok, mint a GRM10Dx, „negatív” impedanciakarakterisztikát mutatnak a bemeneti áramforrásuk felé. Ez a tulajdonság gondos szűrőtervezést tesz szükségessé az illesztőegység stabilitásának biztosítása érdekében. Míg a bemeneti szűrők tervezésével számos cikk és kiadvány foglalkozik részletesen, ez a cikk a GRM10Dx modul bemeneti jellemzőiről ad rövid áttekintést.

Egy jellegzetes, 15 W állandó teljesítményű, GaN-vezérlésre használt terhelés esetén 200 V egyenirányító-feszültséggel és 85%-os hatásfokkal számolva az egyenértékű impedancia számítása |200²/(15/η)|, ami körülbelül 3,14 kΩ-ot eredményez. Ez az impedancia a forrás impedanciájához képest viszonylag magas, így a szükséges szűrő könnyebben tudja hatékonyan megkerülni. Ajánlatos azonban egy 10 µF/400 V-os csillapítókondenzátort is beépíteni a GRM10Dx modul közelébe. Maga a modul tartalmaz egy 0,47 µF-os kondenzátort a belső kapcsolási eseményekből származó pillanatnyi áramcsúcsok kezelésére. A külső kondenzátor egyenértékű soros ellenállása (ESR, equivalent series resistance) nem lényeges, feltéve, hogy a fő teljesítménytényező-javító szűrő elegendő csillapítást biztosít.

A Ganmar Technologies egy hagyományos váltakozó áramú hidas bemeneti egyenirányító modult is kínál a GRM10Dx modul egyszerű rendszerbe illesztéséhez, biztosítékkal és elektromágneses zavarszűrővel. Ez leegyszerűsíti a váltakozó áramú áramforráshoz való csatlakoztatás folyamatát. A modul rendszerbe illesztésével kapcsolatos részletekért forduljon a Ganmar műszaki ügyfélszolgálatához.

A vezérlőegység előfeszítése

A 3 fázisú csatlakoztatás rajza3. ábra: 3 fázisú csatlakoztatás (ábra: Ganmar Technologies)

A Ganmar Technologies GMR10D000 modul képe4. ábra: A GMR10D000 modul (kép: Ganmar Technologies)

A 3. és 4. ábrán a GMR10D000 modul, egy 15 W teljesítmény leadására képes, kétkimenetű, leválasztott egyenáram-átalakító kapcsolási rajza, illetve fényképe látható. A VOUT1 jellemzően 6,5 V feszültséget szolgáltat 3 W, míg a VOUT2 22 V-ot 12 W teljesítmény mellett. Mindkét kimenet 10 ms alatt éri el a stabil állapotot. Ez a szakasz elmagyarázza, hogyan kell az 1. ábrán bemutatott eszközöket a GMR10Dx modulokhoz csatlakoztatni a kívánt funkciók és teljesítmény elérése érdekében.

A modul meghajtóoldali bekötési rajzaábra: A modul meghajtóoldali bekötési rajza (az ábrán a GMR10D005 modul látható) (ábra: Ganmar Technologies)

Az 5. ábra több GMR10Dx modul összekapcsolását szemlélteti, amire az előfeszített feszültségszabályozó funkcióinak betöltése érdekében van szükség. Ez a szakasz részletes magyarázatot ad a GMR04B008 használatára a HS-U blokkot használva példaként. A másik két modult ugyanígy kell bekötni, a megfelelő csomópontokat a hozzájuk tartozó referencia visszatérő ágakhoz kapcsolva.

A Ganmar Technologies GMR04B00x modul belső kapcsolási rajza (nagyításhoz kattintson az ábrára)6. ábra: GMR04B00x modul belső kapcsolási rajza földfüggetlen kapufeszültséggel és közvetlen vezérlésekkel (ábra: Ganmar Technologies)

A 6. ábra a 22 V-os tápellátás elérhetőségét mutatja az általános GNDS földcsomóponthoz képest.

A teljesítményfokozat illesztőegységével szembeni követelmények

Amint a 6. ábrán látható, a GaN félvezetős rendszerekben általában ajánlott negatív előfeszítő feszültséget használni a GaN teljesítményeszközök zárásához, különösen a kemény kapcsolású áramkörökben, ahol az áramerősségek meghaladják a 30 A-t. A 7. ábrán az ennek a megoldásnak a szemléltetésére szolgáló grafikonok láthatóak (az Infineon webináriumának jóvoltából).

A VEE feszültségnek a zárási dinamikára gyakorolt hatását szemléltető grafikon7. ábra: A VEE feszültség hatása a zárási dinamikára (ábra: Infineon)

Megvalósítás és nyitási és zárási jellemzők: A modulban kialakított, az Infineon-eszközökhöz való osztóáramkörök kellő mértékű nyitó- és zárófeszültséget szolgáltatnak, miközben minimálisra csökkentik a zárási veszteségeket. Az osztott vezérlési hullámformák és az Infineon GS66xx kialakítása hozzájárul a hatásfok növeléséhez, akárcsak az egyedi transzformátor-kialakítás is, amely csökkenti a GS66xx zárási folyamatában fellépő lengési csúcsokat.

Nyitás és zárás

A teljes nyitáshoz 5,6 V-os kapuvezérlő feszültségre van szükség, minimális parazitainduktivitással, valamint kapacitív csatolással az érzékeny kapcsolócsomópontok és a nyomtatott áramköri lapon lévő vezetőcsíkok között. Az alkatrészek megfelelő elhelyezésére és a vezetőcsíkok vonalvezetésére vonatkozó GaN-gyártói irányelvek betartása alapvető fontosságú.

Záráskor a kapu–forrás feszültségnek (VGS) jelentősen kisebbnek kell lennie a küszöbfeszültségnél (TTH), az itt tárgyalt áramkörökben a referenciaszint kb. 0 V. Ez a cikk az Analog Devices ADUM7223 kapuvezérlő IC használatát feltételezi. Fontos megjegyezni, hogy a vezérlőegység kimenőfeszültsége esetében a feszültségesés miatti letiltás (UVLO, undervoltage lockout) 5 V, így a vezérlőegység alkalmas a GaN eszközök által megkövetelt 5,6 V-os kapuvezérlésre. A vezérlőegység teljesítményveszteségét (PD – power dissipation) ezen GaN eszköz esetében a vezérlőegység adatlapjának segítségével lehet kiszámolni:

1. egyenlet

250 kHz-es kapcsolást és az alábbi értékeket feltételezve kiszámítható a PD értéke:

VDDI IDDI IDDX VDDX F QG RP RG RN CINT PD
5 0,01 0,004 6 250000 8,25E–09 2,7 10 1 3,7E–10 1,084159E–01

Ez a vezérlőegység-összeállítás 100 mW teljesítményveszteséget eredményez, ami bőven a GMR10Dx és a GMR04B00x modul képességein belül van. A GMR10Dx modul a vezérlőegységhez szükségesnél lényegesen nagyobb teljesítményt képes leadni, így kellően erős áramellátást szolgáltat a működéséhez.

A nagyfeszültségű GaN eszköz beállítása a vezérlőegységhez

A GMR10Dx modul biztosítja a szükséges előfeszítő feszültséget mind a felső, mind az alsó GaN eszköz vezérlőegysége számára, félhidas (HB, half bridge) kapcsolásban. A 8. ábrán a GaN eszköz vezérlőegységének az osztóáramkörökkel való kapcsolatai láthatóak.

Az előfeszítések visszatérő ágainak megfelelő referenciája kulcsfontosságú a hibás kapcsolási viselkedésnek és a GaN eszközök esetleges károsodásának megelőzése érdekében. A felhasználóknak a helyes és biztonságos működés biztosítása érdekében be kell tartaniuk az adott GaN eszköz adatlapján és a felhasználásismertető dokumentumokban szereplő iránymutatásokat és ajánlásokat. További útmutatás a GMR04Bx integrált áramkörös kettős közvetlen vezérlőegység (Dual Direct Driver Integrated) modul adatlapjának felhasználásismertető dokumentumaiban található.

A totemoszlop-kapcsolás és a klasszikus félhidas kapcsolás kapcsolási rajza8. ábra: A totemoszlop-kapcsolás és a klasszikus félhidas kapcsolás az osztóáramkörről kapott vezérlésnek a GaN kapcsolókhoz való közvetlen csatlakozásaival (ábra: Ganmar Technologies)

A GMR04B00x modul biztosítja a szükséges földfüggetlen előfeszítő feszültséget a felső GaN kapcsolókapu-vezérlő számára, így a szükséges előfeszültség előállításához nincs szükség további áramkörökre, például helyváltó (flying) utánhúzó kondenzátorra.

A GMR04B00x modulokkal a földfüggetlen kapuvezérlő feszültségek közvetlenül a felső és az alsó GaN kapcsolók kapujára csatlakoztathatók, így stabil ±5,6 V-os kapuvezérlést tesznek lehetővé. Ez a megoldás egyszerűsíti a tervezést, mivel a vezérlőegységnek nem kell az alsó eszközt kapcsolnia ahhoz, hogy előfeszítő feszültséget állítson elő a felső kapuvezérlő számára.

A GMR04B00x modulok használata lehetővé teszi a kívánt kapuvezérlő feszültség előállítását úgy a felső, mint az alsó GaN kapcsoló számára, az egyéb előfeszítési módszerek bonyolultsága és további alkatrészek szükségessége nélkül.

A 9. ábrán látható hagyományos utánhúzó áramkörnek számos hátránya van, többek között az, hogy szükség van további alkatrészekre, például diódákra és nem polarizált kondenzátorokra, amelyek értékét a GaN eszköz vagy más eszközök egyedi követelményei alapján esetleg módosítani is kell. Az állandó előfeszítés hiánya és az indítási problémák jelentős aggályokat vetnek fel ezzel a megoldással kapcsolatban. Ezenkívül a hagyományos utánhúzó áramkörök nem kompatibilisek a kétpolaritású HB-csomópontokkal.

Földfüggetlen kapuvezérlő-előfeszítő áramkör kapcsolási rajza9. ábra: Földfüggetlen kapuvezérlő-előfeszítő áramkör (ábra: Ganmar Technologies)

Ezzel szemben a GMR10Dx és GMR04B00x modul kis mérete és a hozzájuk tartozó bővítmények kiemelik ezen modulok helytakarékosság-beli előnyeit, aminek révén praktikus megoldást jelentenek a hatékony előfeszítést és megfelelő referenciapontokat igénylő felhasználási területeken.

Áramérzékelés

A 10. és 11. ábra a GMR10Dx és a GMR04B00x modul mellett söntellenállások használatával megvalósított áramérzékelés kialakítását mutatja. A söntellenállásokat általában az áramkörön átfolyó áram erősségének mérésére és az áram figyelésére használják. Ha ezeket az ellenállásokat az áramútban helyezzük el, a rajtuk eső feszültség mérhető, és felhasználható az áramerősség kiszámításához.

A GMR modulok esetében az áramérzékelő söntellenállások sorba vannak kötve a terheléssel vagy egy nagy sávszélességű leválasztott áramérzékelő modullal. Ez a kialakítás lehetőséget ad a pontos áramérzékelésre és áramfigyelésre. A GMR modulok biztosítják a szükséges földfüggetlen vagy földhöz képest mért előfeszítő feszültségeket és az áramérzékelő rendszerek támogatásához szükséges áramellátást, lehetővé téve a megbízható és pontos méréseket.

Az áramérzékelés beépítése a rendszerbe lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy értékes adatokat gyűjtsenek az áramerősség-szintekről, és figyelemmel kísérjék az áramkör vagy a rendszer teljesítményét. Ez különösen a védelmet vagy pontos áramerősség-szabályozást igénylő felhasználási területeken hasznos, amilyen például a villanymotor-vezérlés, a teljesítményelektronika és a megújulóenergia-rendszerek.

A hagyományos söntellenállásos áramérzékelést szemléltető ábra  (kapcsolási rajz) (nagyításhoz kattintson az ábrára)10. ábra: Hagyományos söntellenállásos áramérzékelés (ábra: Ganmar Technologies)

A Ganmar Technologies GMRCS000 veszteségmentes áramérzékelését szemléltető ábra (kapcsolási rajz)11. ábra: A GMRCS000 veszteségmentes áramérzékelése (ábra: Ganmar Technologies)

A Ganmar Technologies a GMRCSN000 és GMRCSP000 modult kis méretű, leválasztott, veszteségmentes áramérzékelő eszközként kínálja. Ezek a modulok nagy sávszélességű leválasztott áramérzékelést tesznek lehetővé anélkül, hogy további söntellenállásokat igényelnének az áramútban. Ez megszünteti az energiaveszteségeket, és egyszerűsíti a tervezést.

A GMRCSN000 és a GMRCSP000 modul érzékeli az áramkörön átfolyó áramot, és két kimeneti polaritást kínál: 0 és +Vsense (Vsense: érzékelési feszültség), illetve –Vsense és 0 között. Ezek a kimenőfeszültség-tartományok alkalmasak a beágyazott vezérlőegységek analóg–digitális átalakítóinak közvetlen csatlakoztatására, illetve a híd nélküli teljesítménytényező-javító áramkörökben használt analóg vezérlőegységek csatlakoztatására.

A GMRCSN000 vagy GMRCSP000 modul használata leegyszerűsíti az áramérzékelés megvalósítását, értékes helyet takarít meg a nyomtatott áramköri lapon, és pontos és leválasztott árammérést tesz lehetővé. A modulokkal és azok cikkszámaival kapcsolatos további tudnivalókért forduljon a Ganmar Technologies műszaki ügyfélszolgálatához, ahol részletes segítséget és beépítési útmutatást kaphat.

Összegzés

Ez a cikk részletesen ismerteti, hogyan lehet átfogóan megtervezni a GMR10Dx és a GMR04B00x modul nagyfeszültségű, nagy teljesítményű GaN kapcsolókkal együtt történő használatát rendszerindítás és előfeszítés céljából. A hangsúly az Infineon GaN kapcsolóin van, amelyeket általában olyan felhasználási területeken használnak, mint a 3 fázisú motorok, a 3 fázisú inverterek és a 3. szintű villanyjárműtöltők.

Ez a kialakítás számos előnyt kínál a hagyományos megoldásokkal szemben, beleértve a nagyobb megbízhatóságot, a kis méretet és a jó hatásfokot. A GMR10Dx és a GMR04B00x modul sokoldalú és strapabíró megoldást nyújt a rendszer indításához és előfeszítéséhez, mivel a kapcsolóeszközök kapujához való közvetlen csatlakoztatást tesznek lehetővé.

A cikk emellett bemutatta a GMRCSN000 és a GMRCSP000 modult, amelyek kis méretben kínálnak veszteségmentes áramérzékelési megoldást rugalmas kimeneti képességekkel. Ezek a modulok egyszerűsítik az áramérzékelés megvalósítását, és pontos, leválasztott árammérést tesznek lehetővé.

Az ebben a cikkben bemutatott tervezési módszereket és megoldásokat felhasználva a tervezők jelentősen növelhetik GaN kapcsolókat használó rendszereik teljesítményét és megbízhatóságát, és emellett élvezhetik a Ganmar Technologies által biztosított szakértelem és támogatás előnyeit is.

Disclaimer: The opinions, beliefs, and viewpoints expressed by the various authors and/or forum participants on this website do not necessarily reflect the opinions, beliefs, and viewpoints of DigiKey or official policies of DigiKey.

About this author

Ganmar Technologies

Ganmar Technologies provides the highest quality “Building Block” products for easy integration into your system application. Ganmar Technologies design process utilizes aerospace level design disciplines, ensuing electronic components are operated well inside their component ratings; while using GaNdevices, custom magnetics, and state of the art digital controllers to accomplish super small modules operating at very high efficiencies. All products are manufactured to aerospace quality standards, high performance, high reliability products that integrate easily into your application.