Время включения/выключения, однако, должно быть хотя бы на порядок меньше времени паузы между управляющими импульсами транзисторов верхнего и нижнего плеча (dead time), чтобы не возникали сквозные токи.

Второй способ защиты заключается в установке между управляющим выходом драйвера и затвором ключевого транзистора небольшого сопротивления, ограничивающего наведенный ток, как показано на рис. 15.14. В этом случае наведенный ток будет замыкаться через емкости Сзс и Сзи, не «затекая» в микросхему управления. Величина резистора Кз не должна быть слишком большой, чтобы делитель напряжения, образованный емкостями Сзи и Сзс, не способствовал самопроизвольному открытию силового транзистора.

Рис. 15.14. Вариант предотвращения защелкивания с помощью затворного резистора

Рекомендации по выбору величины этого резистора очень скудны и ограничиваются качествашыми оценками. Расчетные же соотношения, которые как раз интересны инженеру-разработчику, остаются за рамками рекомендаций. Поэтому автору пришлось провести серию экспериментов и разработать простую теорию, с помощью которой осуществляется выбор затворных резисторов.

В документации на микросхемы управления всегда указывается максимальный ток, который может «выдать» на управляющий электрод данный тип микросхемы. Если при выборе резистора микросхему использовать по току не более чем на 70-80% от максимального значения тока, то в большинстве случаев защелкивание исключается (естественно, монтаж также надо разрабатывать по перечисленным правилам). Такой подход вполне подойдет и для радиолюбителей-конструкторов, и для профессиональных разработчиков. Не рекомендуется также эксплуатировать однотактный драйвер в режиме коэффициента заполнения более 0,95.

И все же профессиональному разработчику необходимо быть абсолютно уверенным в том, что, включив ограничительный затворный резистор, он не получит другую неприятность в виде самопроизвольного открытия силовых транзисторов. Автору пришлось столкнуться с этим явлигаем «вживую», поэтому он настоятельно рекомендует воспользоваться результатами своей работы.

Обратим внимание на схему 15.15. Читателю уже известно, что емкости Сзи и Сзс не являются постоянными величинами, а зависят от многих факторов. Тем не менее, для нашего оценочного расчета мы положим их постоянными и равными Cjgg и С. Величина этих емкостей приводится в технических условиях на данный транзистор.

Оси,

dUcH dt

Рис. 15.15. К расчету величины затворного резистора

Вначале рассуждаем логически. Самопроизвольное открытие может произойти тогда, когда резистор настолько велик, что он не успевает разряжать емкость Сз„ при резком изменении напряжения «сток-исток». Запишем передаточную функцию делителя напряжения затвора с учетом влияния затворного резистора. Автор сознательно не приводит вывод этой формулы, так как он получился довольно громоздким. Нам важен, как уже неоднократно говорилось, результат, который позволит понять физику процесса. Итак,

где То = Rj - постоянная времени затворной цепи;

- коэффициент кратности паразитных емкостей

(типичное значение 5-6).

В качестве параметра т нужно принять время включения/выключения транзистора.

При «t, гарантированно обращается в нуль. Знак «много меньше» означает, что числа должны отличаться на порядок. Поскольку для стандартной RC-цепи установившимся считается процесс, после начала которого прошло по крайней мере Зт, условие отсутствия самопроизвольного открытия запишется следующим образом:

4ет 30 Crss R3

Если это условие не выполняется, необходимо применять снаббер. Возвращаемся к конструированию электронного балласта (рис. 15.7). Нам понадобятся параметры силового транзистора IRF720:

• постоянный ток стока (Id) - 3,3 А;

• импульсный ток стока (Idm) - 13 А;

• максимальное напряжение «сток-исток» (Vds) - 400 В;

• максимальная рассеиваемая мощность (Pd) - 50 Вт;

• диапазон рабочих температур (Tj)--55...+150 °С;

• тепловое сопротивление «кристалл-корпус» (Rjc) - 2,5 °С/Вт;

• тепловое сопротивление «корпус-радиатор» (Res) - 0,5 °С/Вт;

• тепловое сопротивление «кристалл-среда» (Rja) - 62 °С/Вт;

• сопротивление в открытом состоянии (Rs) - 1,8 Ом;

• общий заряд затвора (Qg) - 20 нКул;

• емкость «затвор-сток» (Crss) - 47 пФ.

Проверяем необходимость снаббера:

22-20-10- te=--.= 29™ек.

30 Crss /г. = 30 • 47 10-12 • 22 = 31 нсек.

Конечно, условие отсутствия защелкивания практически выполняется, но мы находимся уже на грани опасного режима. Поэтому, вводя снаббер, мы просто удваиваем время коммутации и тем самым гарантированно обезопасим себя от неприятностей.

Дроссель электронного балласта выполнен на Ш-образном магнитопроводе из феррита 2500НМС11115x5 с зазором 0,2 мм (необходимо подложить прокладки толщиной 0,1 мм под рабочие поверхности по-