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Título: Driver eletrônico com seis saídas isoladas para transistores de potência do tipo IGBT
Título(s) alternativo(s): Electronic driver with six isolated outputs for IGBT power transistors
Autor(es): Oliarski, Aurélio Miguel
Silva, Juliano Bueno da
Casaro, Rafael Piedade
Orientador(es): Casaro, Marcio Mendes
Palavras-chave: Isoladores e isolamentos elétricos
Transistores de potência
Modulação de pulso (Eletrônica)
Electric insulators and insulation
Power transistors
Pulse modulation (Electronics)
Data do documento: 14-Set-2016
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: OLIARSKI, Aurélio Miguel; SILVA, Juliano Bueno da; CASARO, Rafael Piedade. Driver eletrônico com seis saídas isoladas para transistores de potência do tipo IGBT. 2016. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2016.
Resumo: Neste trabalho, foi desenvolvido um driver para acionamento de transistores de potência do tipo IGBT. Como principais características do protótipo elaborado destacam-se o isolamento galvânico entre o gerador dos pulsos de comando e o gate do transistor acionado, a compatibilidade com circuitos CMOS e TTL, a alimentação única em 15V e a possibilidade de acionar até seis transistores simultaneamente. O circuito foi todo desenvolvido com componentes eletrônicos de baixo custo e de fácil aquisição. A flexibilidade para se atualizar algum componente também é um ponto forte. Assim, não se terá grandes alterações na estrutura caso algum componente tenha sua disponibilidade descontinuada pela indústria eletrônica. A proposta do driver surgiu da carência deste tipo de dispositivo com saídas isoladas. Isso é obrigatório para algumas aplicações em Eletrônica de Potência. Inversores NPC de três níveis possuem quatro transistores conectados em série. Neste exemplo, os drivers necessitariam de fontes de alimentação isoladas para poderem operar em diferentes pontos de referência. Embora essa implementação seja possível, a mesma eleva os custos e o volume global do inversor. Neste trabalho, os 15V de uma única fonte de alimentação são convertidos para um sinal alternado de alta frequência e aplicados no primário de um transformador. Esse transformador contém seis secundários isolados entre si. Cada um destes secundários possui estágios de saída do tipo push-pull, com transistores bipolares comandados por isoladores ópticos. Testes experimentais demonstraram que os tempos de subida e de descida dos pulsos na saída do driver, bem como o tempo de propagação dos mesmos, concorrem com dispositivos comerciais.
Abstract: In this work, it was developed a driver for actuation of IGBT power transistors. the main characteristics of the developed prototype stand out the galvanic isolation between the pulse generator and the gate, the compatibility with circuits CMOS and TTL, a single source of 15V and the possibility of actuate until six transistors simultaneously. The circuit was developed with electronic components of low price and easy acquiring. The flexibility to update the electronic components also is a strong point. So, won't have great changes in the structure in case of some components becomes unavailable in the electronical industry. The proposal of the driver arose of the need of this kind of device with isolated outputs. This is required to some applications in power electronics. NPC inverters of three levels have four transistors connected in series. In this example, the drivers need isolated sources to operate on different reference points. Although this implementation be possible, the same raises the costs and the global size of the inverter. In this work, the 15V of a single source are converted to an alternated signal of high frequency and applied in the primary winding of a transformer. This transformer has six isolated secondary windings each other. Each of secondary windings have push-pull output stages, with bipolar transistors commanded by optical isolators. Experimental tests have shown that the times of rise and fall of the pulses in the output of the driver as well as the propagation times can compete with the commercial devices.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7655
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