Основой инвертора некоторых источников бесперебойного питания (ИБП) являются силовые ключи, в качестве которых применяются либо MOSFET-, либо IGBT-транзисторы. Для управления такими транзисторами в ключевом режиме требуется сформировать импульсы с четкими фронтами и спадами, гарантирующими быстрое и надежное отпирание и запирание ключей. Выполнить эту функцию призваны специальные драйверы затворов, которые все чаще имеют интегральное исполнение. Один из таких драйверов является темой данного обзора.
Микросхема IR4427 является сдвоенным драйвером, формирующим пару управляющих импульсов для затворов MOSFET- и IGBT-транзисторов. Микросхема входит в семейство аналогичных микросхем - IR2246 и IR2248.
Драйвер IR2247, в частности, нашел применение в источниках бесперебойного питания "APC BackUPS RS 800".
Рис. 1. Общая схема включения IR4427
Общая схема включения IR4427 представлена на рис. 1. Из этой схемы видно, что микросхема драйвера располагается между генератором управляющих сигналов и силовыми транзисторами, работающими в ключевом режиме. IR4427 выполняет функцию буфера, формирующего мощные токи управления затворами транзисторов, что позволяет минимизировать влияние емкости затвора на процессы переключения транзисторов. Входы драйвера IR4427 совместимы с уровнями стандартов LSTTL и CMOS (КМОП). Микросхема IR4427 обеспечивает согласованную (одинаковую) временную задержку при прохождении обоих сигналов, т.е. она не вносит искажений во временные соотношения управляющих сигналов.
Основные характеристики микросхемы IR4427:
-максимальное значение выходного тока: 1,5 А;
-величина выходного напряжения: 6...20 В;
-типовое время задержки фронта импульса: 85 нс;
-типовое время задержки спада импульса: 65 нс;
-типовое время нарастания выходного импульса: 15 нс;
-типовое время спада выходного импульса: 10 нс.
Внутренняя архитектура драйвера IR4427 представлена на рис. 2. Как видно, эта микросхема имеет очень простую архитектуру, не требующую каких-либо пояснений и описания контактов. Выходные импульсы микросхемы синфазны с входными импульсами (рис. 3).
Рис. 2. Внутренняя архитектура драйвера IR4427
Рис. 3. Синфазность входных и выходных импульсов управления
Неисправности и диагностика
Отказ микросхемы драйвера IR4427 возможен при пробоях силовых транзисторов, которыми управляет этот драйвер. Именно поэтому замена силовых ключей, управляемых микросхемой IR4427, должна обязательно сопровождаться проверкой этого драйвера. В зависимости от вида неисправности драйвера IR4427, можно получить два варианта проблем:
-силовые транзисторы ИБП не открываются;
-силовые транзисторы ИБП полностью открываются, что приводит к их пробою.
Типовой неисправностью драйвера IR4427 является пробой внутренних выходных транзисторов. Именно этот возможный пробой и следует оценить при проверке драйвера. Такая диагностика с успехом может быть проведена с помощью самого простого омметра. Вся диагностика может быть представлена четырьмя шагами, на каждом из которых проводится проверка одного внутреннего транзистора.
1.Проверка "верхнего" транзистора выхода OUTA - измеряют сопротивление между выв. 6 (VS) и выв.7 (OUTA), оно должно быть бесконечно большим, однако при обратной полярности измерения "звонится" диод.
2.Проверка "нижнего" транзистора выхода OUTA - измеряют сопротивление между выв. 7 (OUTA) и выв. 3 (GND), оно должно быть бесконечно большим, однако при обратной полярности измерения "звонится" диод.
3.Проверка "верхнего" транзистора выхода OUTB OUTA - измеряют сопротивление между выв. 6 (VS) и выв. 5 (OUTB), оно должно быть бесконечно большим, однако при обратной полярности измерения "звонится" диод.
4.Проверка "нижнего" транзистора выхода OUTB оно должно быть бесконечно большим, однако при обратной полярности измерения "звонится" диод. 5 (OUTB) и выв. 3 (GND). оно должно быть бесконечно большим, однако при обратной полярности измерения "звонится" диод.
Рис. 4.
Автор: Алексей Конягин (г. Пенза)
Источник: Ремонт и сервис