Circuitos de Disparo Sin Aislamiento

Circuitos de disparo sin aislamiento El circuito de disparo es una parte integral de un convertidor de potencia, y consiste en dispositivos semiconductores de potencia. Las salidas de un convertidor que depende de la forma de onda en que el circuito de disparo se excita a los dispositivos de conmutación es una función directa de la conmutación por consiguiente, las características del circuito de disparo son elementos clave para obtener la salida deseada y los requisitos de control de cualquier convertidor de potencia. El diseño de un circuito excitador requiere conocer las características de compuerta y las necesidades de dispositivos como tiristores apagados por compuerta (GTO), transistores bipolares de unión (BJT), transistores de efecto de campo metal-oxido semiconductor (MOSFET) y transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT). EXCITADOR DE COMPUERTA PARA MOSFET Los MOSFET son dispositivos controlados por voltaje y tienen una impedancia de entrada muy alta. La compuerta consume una corriente de fuga muy pequeña, del orden de los nanoamperes. El tiempo de encendido de un MOSFET depende del tiempo de carga de la capacitancia de entrada o de compuerta. El tiempo de encendido se puede reducir conectando un circuito RC como se ve en la figura, para cargar con mayor rapidez la capacitancia de compuerta.

Cuando se conecta un voltaje a la compuerta, la corriente inicial de carga de la capacitancia es IG = VG / RS y el valor de estado permanente de voltaje de compuerta es VGS = RGVG / (RS + R1 + RG) donde RS es la resistencia interna de la fuente que excita la compuerta.

EXCITADOR DE BASE PARA BJT La velocidad de conmutación se puede aumentar reduciendo el tiempo de activación, encendido, y el tiempo de desactivación, apagado. Se puede reducir el tiempo de encendido permitiendo un pico de la corriente de base durante la activación, dando como resultado una B forzada baja al principio. Después de la activación puede aumentar la B forzada baja hasta un valor suficientemente alto como para mantener el transistor en la región de casi saturación. El tiempo de desactivación se puede reducir invirtiendo la corriente de base y permitiendo un pico de la corriente de base durante la activación. Al aumentar el valor del voltaje de pico de la corriente inversa IB2 disminuye el tiempo de almacenamiento. En la siguiente figura se muestra una forma de onda típica de la corriente de base. Aparte de una forma fija de corriente de base, como se muestra en la figura anterior, la B forzada Bf se puede controlar en forma continua para que coincida con las variaciones de corriente del colector. Las técnicas de uso común para optimizar la activación de la base de un transistor son: 1)

Control de encendido

2)

Control de apagado

3)

Control proporcional en base

4)

Control por antisaturación

Control de encendido La corrección de la corriente de base se puede proporcionar con el circuito de la figura. Cuando se conecta el voltaje de entrada, la corriente de base se limita con el resistor R1 y el valor inicial de esa corriente es:

IB= (VI - VBE)/R1 Y el valor final de la corriente de base es: IBS= (VI - VBE)/R1 + R2 Control de apagado Si el voltaje de entrada de la figura se cambia a –V2 durante el apagado, el VC se suma a V2 como el voltaje inverso a través del transistor. Por lo tanto, habrá un pico de la corriente de base durante el apagado. Control proporcional en base. Si la corriente del colector cambia debido a un cambio en la demanda de carga, la corriente de encendido de la base cambia en proporción a la corriente del colector. Control de saturación Si el transistor se excita muy rápido, el tiempo de almacenamiento que es proporcional a la corriente de base, aumenta, y se reduce la velocidad de conmutación. Se puede reducir el tiempo de almacenamiento operando el transistor con una saturación gradual, en lugar de muy rápida. Esto se puede hacer sujetador el voltaje de colector a emisor a un valor predeterminado, la corriente del colector es: IC = (VCC -VCM)/RC Donde VCM es el voltaje sujetador y VCM> VCD(Sat)