Переключение напряжений порядка сотен вольт - техническая проблема. Если мы к этому добавим значительные значения тока, протекающего через ключ, дело станет еще более сложным. Это именно то, для чего предназначены транзисторы IGBT.
Описанная схема используется для включения и выключения нагрузки постоянного тока с напряжением питания до 600В и потребляемым током до 27А — это то, что позволяет транзистор типа IRG4PC50U. IGBT-транзисторы имеют одну особенность, отличную от MOS-FET-транзисторов, в насыщении они характеризуются постоянным напряжением UCEsat вместо сопротивления канала RDSon. MOSFET-транзисторы, предназначенные для работы при высоких напряжениях, характеризуются относительно высоким сопротивлением открытого канала, и оно составляет несколько сотен миллиом (обычно 0,3 ... 1).
Поскольку мощность, потерянная на резисторе, а открытый канал можно рассматривать как прямо пропорционально квадрату тока, протекающего через него, выше определенного значения его значение окажется, что первоначально предполагаемое усиление, являющееся результатом использование полевого МОП-транзистора не произойдет, предельный ток можно рассчитать по формуле, полученной после нескольких простых решений.
Для используемого транзистора (UCEsat = 1,65В) и указанных значений RDSon значение Igran находится в диапазоне 1,65 ... 5,5А. Это относительно небольшие токи с учетом возможностей транзистора IGBT. Например, когда через MOSFET протекает ток 20 А, потери на нем составляют 120 ... 400Вт, а на IGBT теряется только 33Вт. Схема исполнительного модуля представлена на рисунке.
Роль драйвера выполняет TLP250 так называемая опто раскачка и имеет опторазвязку между входом и выходом. Силовой транзистор включается, т. е. на его затвор подается напряжение с ножки V +, включением светодиода входящего в состав микросхемы. Выключение, в свою очередь, заключается в подаче напряжения на затвор с вывода V–. Резистор R2 ограничивает ток затвора, протекающий во время перезарядки.
Резистор R3 закорачивает затвор с эмиттером, что предотвращает случайное включение транзистора при отсутствии напряжения для питания микросхемы TLP250. Диоды D2 и D3 ограничивают напряжение затвор-эмиттер до безопасного значения (примерно ± 16В), которое для подавляющего большинства транзисторов IGBT составляет ± 20В.
Резистор R1 ограничивает ток, протекающий через диод TLP250, до значения около 8 мА при входном напряжении 5В. Конденсатор С5 это емкость, рекомендованная производителем, она стабилизирует работу внутреннего операционного усилителя. Диод D4 защищает транзистор от скачков напряжения противоположной полярности. Вся конструкция собрана на односторонней печатной плате размером 60x60 мм, которая представлена на рисунке.
Транзистор Т1 и диод D4 прикрутить к магнитоле; при этом позаботьтесь о гальванической развязке между металлическими вставками этих элементов. Дорожки к разъемам J3 и J4 должны быть утолщены, если через них будет протекать ток более нескольких ампер. Схема должна питаться от симметричного источника питания с напряжением ± 12 ... 15В.
Однако допустимо использование несимметричного источника питания, который давал бы постоянное напряжение в диапазоне 12 ... 15В на выходе. Он должен быть подключен к "+" и "клеммам". GND "разъема J2, и соединить клемму" - "перемычкой с выводом " GND ".
В этом случае элементы C2 и C4 по очевидным причинам не нужны. Со стороны выхода этот исполнительный механизм следует рассматривать как схему с общим эмиттером, J3 подключен к низкому потенциалу, а J4 к высокому потенциалу. Источник питания TLP250 и эмиттер транзистора гальванически связаны друг с другом.