Optymalizacja kontrolerów mocy w przemysłowych systemach sterowania silnikami z wykorzystaniem modułów GMR10Dx do wielofazowych rozwiązań polaryzujących

W niniejszym artykule omówiono wyzwania projektowe i kluczowe zagadnienia związane z opracowaniem niezawodnego i bezpiecznego wielofazowego kontrolera zasilania. Wykorzystuje on moduł izolowanej przetwornicy prądu stałego GMR10Dx z wyjściami nieposiadającymi ustalonego potencjału, sparowany z wysoce zintegrowanymi modułami podwójnych sterowników bramek przełączających o szerokiej przerwie energetycznej firmy Ganmar Technologies. Projekt i konstrukcja wspomnianych modułów zostały zoptymalizowane pod kątem spełnienia wymagań systemowych w zakresie niezawodności, bezpieczeństwa, zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) i odprowadzania ciepła.

Zaprezentowano przykładowy system z trójfazowym wejściem prądu zmiennego zasilającym stopień korekcji współczynnika mocy (PFC), który zasila duży odbiornik, na przykład silnik klasy przemysłowej, z wykorzystaniem modulacji szerokości impulsu (PWM). Projekt koncentruje się na praktycznym rozwiązaniu obwodu, a w szczególności na sterowaniu wysokonapięciowymi przełącznikami GaN firmy Infineon (dawniej GaN Systems). Omówiono ograniczenia tradycyjnych metod sterowania przełącznikami półmostkowymi (HB) typu totem-pole oraz zbadano alternatywne rozwiązania sterowania przełącznikami strony górnej i dolnej. Przedstawiono praktyczne projekty obwodów zapewniające niezawodną i bezpieczną pracę przy minimalnych wymaganiach dotyczących miejsca. Ponadto niniejszy artykuł porusza kwestię szerokopasmowego niskostratnego pomiaru prądu, który jeszcze bardziej upraszcza proces projektowania.

We współczesnym środowisku projektowym czai się wiele wyzwań, takich jak potrzeba osiągnięcia kompaktowości sprzętu, zmniejszonego poboru mocy w celu zapewnienia wydajnego chłodzenia, zwiększonej niezawodności dzięki zoptymalizowanemu odprowadzaniu ciepła oraz ekonomiki rozwiązań. Napięty budżet i narzucony harmonogram prac rozwojowych dodatkowo komplikuje te wyzwania. Aby im sprostać, zespoły projektowe mogą wykorzystać wiedzę i zgodność z przepisami zapewnianą przez dostawców, używając standardowych podsystemów i bloków konstrukcyjnych omówionych w niniejszym artykule.

Artykuł proponuje optymalny sposób sprostania wspomnianym wyzwaniom projektowym, bazując na przetwornicach mocy i modułach interfejsów firmy Ganmar Technologies. Oferowane moduły pozwalają na sprawne opracowanie wielofazowego systemu sterowania bramkami, a ich ustandaryzowany kształt pozwala zaoszczędzić cenną przestrzeń na płycie głównej.

Projektowanie kontrolera zasilania polaryzacji dla ogólnego 3-fazowego układu wysokiego napięcia dużej mocy z wykorzystaniem układu GMR10Dx

W tej sekcji omówiono zagadnienia projektowe dotyczące tworzenia kontrolera zasilania polaryzacji w wysokonapięciowym układzie dużej mocy przy wykorzystaniu modułów przetwornic prądu stałego GMR10Dx oraz polaryzacji sterownika bramek bez ustalonego potencjału, zapewnianej przez moduły GMR04B00x. Jak pokazano na ilustracji 1a, układ może zawierać duży odbiornik sterowany z wykorzystaniem modulacji szerokości impulsu (PWM), na przykład silnik przemysłowy, a także wiele przełączników i wymagać wielu napięć polaryzacji dla różnych bloków funkcjonalnych. Poniżej przedstawiono kluczowe założenia dotyczące projektu:

• Zagadnienia dotyczące zakłóceń elektromagnetycznych (EMI): układ wymaga współczynnika mocy bliskiego jedności, co pociąga za sobą konieczność korekcji współczynnika mocy (PFC).
• Logika uruchamiania: stopień korekcji współczynnika mocy (PFC) zawiera procesor, który wymaga niezależnej logiki uruchamiania dla przetwornic z polaryzacją.
• Moc rozpraszana: ograniczenie mocy rozpraszanej w elektronice kontrolera ma kluczowe znaczenie dla niezawodności i obniżenia wymagań układu chłodzenia.
• Korzystanie z produktów gotowych: projekt w maksymalnym możliwym stopniu wykorzystuje łatwo dostępne komponenty.

Ilustracja 1a przedstawia ogólną konfigurację układu, wykorzystywaną przy dalszym omawianiu projektu.

Ilustracja 1a: polaryzacja i uruchamianie przemysłowego układu sterowania dużym odbiornikiem. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Nawiązując do schematu blokowego na ilustracji 1a, w tej sekcji skupimy się na projektowaniu kontrolera zasilania polaryzacji i jego integracji z całym układem. Dla każdej funkcji zostaną przeanalizowane opcje projektowe, z wyjątkiem stopnia korekcji współczynnika mocy (PFC) i kontrolera modulacji szerokości impulsu (PWM), ze względu na potrzebę uzyskania bardziej szczegółowych informacji na temat wymagań dotyczących interfejsu systemowego w celu dokładnego uwzględnienia tych funkcji. W związku z tym, w niniejszym artykule nie omówiono szczegółowo tych komponentów. Zakłada się, że układ wykorzystuje wysokonapięciowe przełączniki GaN, takie jak GS66516T firmy Infineon, chociaż zostaną również poruszone kwestie dotyczące alternatywnych technologii przełączników, np. wykonanych z węgliku krzemu (SiC) lub przełączników bipolarnych.

Ponadto w niniejszym artykule zaprezentowano wysoce zintegrowane moduły sterowników bramek bez ustalonego potencjału z własnym zasilaniem firmy Ganmar Technologies, a konkretnie GMR04B00x. Litera „x” w numerze modelu oznacza różne dostępne opcje mikroukładów podwójnych sterowników bramek. Szczegółowe specyfikacje i opcje zawiera arkusz danych GMR04B00x.

Kontroler zasilania polaryzacji

Kontroler zasilania polaryzacji został zaprojektowany w celu zapewnienia ochrony przed spadkiem napięcia dla niskich wartości wejściowych prądu zmiennego (blokada pracy przy zbyt niskim napięciu, UVLO) i zapewnienia wyłączenia bez blokady, jeśli na wejściach prądu zmiennego przekroczona zostanie maksymalna ustawiona wartość graniczna (blokada pracy przy zbyt wysokim napięciu, OVLO). Gdy napięcie wejściowe prądu zmiennego mieści się w bezpiecznych wartościach roboczych, moduł GRM10Dx generuje izolowane wspólne sygnały wyjściowe prądu stałego o typowych napięciach, zwykle 6V i 22V. W większych układach mogą być wymagane dodatkowe napięcia. Ilustracja 1b przedstawia typową konfigurację otrzymywania omawianych napięć. Wyjście niskiej mocy 5V służy do zasilania mikroukładu podwójnego sterownika bramek w module GMR04B00x, a w szczególności urządzenia ADUM7223 firmy Analog Devices. Inne dostępne opcje podano w arkuszu danych GMR04B00x.

Ilustracja 1b: typowe postaci obwodu pośredniczącego na podstawie urządzenia GMR10Dx. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Moduł GMR04B00x zasila wewnętrznie swoją stronę nieposiadającą ustalonego potencjału, aby zapewnić dwa napięcia polaryzacji 12V. Napięcie po stronie wysokiej 12V (12VH) polaryzuje sterownik wyjściowy VIA dla górnego przełącznika zasilania, przy poziomie wysterowania bramki na poziomie +5,6V/-5,6V względem węzła HBU. Podobne konfiguracje sterowania dzielonego są stosowane w obwodach faz V i W.

W przypadku przełącznika po stronie dolnej moduł GMR04B00x wewnętrznie generuje oddzielne napięcie 12VL, które może stanowić napięcie odniesienia dla węzła powrotnego zasilania strony niskiej o dowolnej polaryzacji. Na przykład wyjście VIB urządzenia ADUM7223 jest dzielone na napięcia +5,6V/-5,6V przez sieć rozgałęziającą, zapewniając prawidłowe działanie dolnego przełącznika GaN.

W przypadku przełączników z węgliku krzemu (SiC), inna wersja modułu GMR04B00x zapewnia napięcia 15V, 18V lub 22V, które można ustawić fabrycznie w taki sposób, aby dopasować je do różnych przełączników z węgliku krzemu (SiC) dużej mocy. Wyjścia obwodów rozdzielających zapewniają napięcie polaryzacji ± bez ustalonego potencjału, przeznaczone do sterowania przełącznikami węglikowo-krzemowymi zarówno po stronie wysokiej, jak i niskiej, względem górnych węzłów HBU/V/W i podobnie dla węzłów strony niskiej o dowolnej polaryzacji. Dostępne opcje podano w arkuszu danych GMR04B00x.

Sekcja kontrolera zasilania polaryzacji wraz z regulatorami napięcia o niskim spadku (LDO) na ilustracji 1b zasila dwa pozostałe moduły interfejsu GRM04B00x, podłączone bezpośrednio do bramek w węzłach V i W. Dodatkowo wyjście 22V może zasilać kontrolery analogowe, sekcje cyfrowe oraz mikroukłady wejścia-wyjścia na płytce użytkownika za pośrednictwem regulatorów napięcia o niskim spadku (LDO). W przypadku zapotrzebowania na wyższą moc, użytkownicy mogą zapoznać się ze wskazówkami łączenia równoległego modułów GMR10Dx w uwagach dotyczących zastosowań.

Zagadnienia związane z uruchamianiem

Kluczowe znaczenie ma zapewnienie stabilnego źródła zasilania dla procesorów cyfrowych, zanim zaczną one działać. Wymaga to obsługi kontrolera polaryzacji ze źródła zasilania niezależnego od korekcji współczynnika mocy (PFC). Obwody przetwornic mocy firmy Ganmar pobierają maksymalnie 18W mocy ze źródła prądu zmiennego, co w minimalnym stopniu wpływa na zależności fazowe wejścia prądu zmiennego. Moduł GMR10DX obsługuje zakres napięć wejściowych od 100V₌ do 320V₌, obejmując typowy zakres dla zastosowań offline.

W przypadku wyższych napięć źródła, często spotykanych w zastosowaniach dużej mocy, gdzie prostowniki mogą generować napięcia do 380V, należy skontaktować się z działem wsparcia technicznego firmy Ganmar w celu uzyskania informacji o innych opcjach z serii GMR10Dx.

Ilustracja 2 przedstawia typowy 6-diodowy prostownik mostkowy odpowiedni do uruchamiania układu z użyciem omawianego modułu. Gdy napięcie wejściowe prądu zmiennego przekroczy około 42V_RMS (60Hz lub 400Hz), co pozwala uzyskać napięcie wyjściowe 200V₌ z mostka z małym kondensatorem 10µF, moduły zaczną generować napięcia wyjściowe z maksymalnym opóźnieniem 70ms w warunkach niskiego obciążenia. Opóźnienie to jest dopuszczalne, ponieważ żadne inne bloki systemowe nie pobierają mocy podczas uruchamiania.

Jeśli stany nieustalone napięcia wejściowe prądu zmiennego spowodują, że wyjście 6-diodowego mostka prostowniczego przekroczy bezpieczny zakres pracy modułu przetwornicy, moduł wyłączy się, do czasu, aż napięcie wyprostowane powróci do bezpiecznego poziomu. Dodatkowo, gdy wyprostowane napięcie spadnie poniżej 100V, uaktywnia się funkcja zabezpieczenia przed spadkiem napięcia.

Ilustracja 2: maksymalny pobór mocy 18W bezpośrednio z wejścia prądu zmiennego do celów uruchamiania i polaryzacji. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Filtracja wejścia

Moduły przełączania zasilania, takie jak GRM10Dx, wykazują „ujemną” charakterystykę impedancyjną w stosunku do wejściowych źródeł zasilania. Ta cecha wymaga starannego zaprojektowania filtra, aby zapewnić stabilność w miejscu połączenia. Szczegółowy projekt filtrów wejściowych jest szeroko omawiany w różnych raportach i publikacjach, jednak w niniejszym artykule przedstawiono krótkie omówienie charakterystyki wejściowej modułu GRM10Dx.

Dla typowego obciążenia o stałej mocy 15W spowodowanego sterowaniem urządzeniem opartym na azotku galu (GaN), przy napięciu prostownika 200V i sprawności 0,85, impedancję zastępczą możemy obliczyć jako |200²/(15/η)|, co daje około 3,14kΩ. Impedancja ta jest stosunkowo wysoka w porównaniu z impedancją źródła, co ułatwia wymaganemu filtrowi jej skuteczne obejście. Zaleca się jednak zainstalowanie kondensatora tłumiącego 10µF/400V w pobliżu modułu GRM10Dx. Sam moduł zawiera kondensator 0,47µF do obsługi chwilowych wartości szczytowych prądu spowodowanych przełączaniem wewnętrznym. Równoważna rezystancja szeregowa (ESR) kondensatora zewnętrznego nie ma krytycznego znaczenia, pod warunkiem, że główny filtr korekcji współczynnika mocy (PFC) zapewnia wystarczające tłumienie.

Firma Ganmar Technologies oferuje również moduł mostka prostowniczego wejściowego prądu zmiennego starszego typu, wyposażony w bezpiecznik topikowy i filtr zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), ułatwiający integrację z modułem GRM10Dx. Upraszcza on proces podłączania do źródła prądu zmiennego. Szczegółowe informacje na temat integracji tego modułu można uzyskać od działu wsparcia technicznego firmy Ganmar.

Polaryzacja sterownika

Ilustracja 3: połączenie 3-fazowe. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Ilustracja 4: moduł GMR10D000. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Ilustracje 3 i 4 przedstawiają schemat i zdjęcie modułu izolowanej przetwornicy prądu stałego GMR10D000 o mocy 15W z dwoma wyjściami. Napięcie V_OUT1 typowo wynosi 6,5V przy mocy 3W, natomiast V_OUT2 wynosi 22V przy mocy 12W. Oba wyjścia osiągają stan ustalony w ciągu 10ms. W tej sekcji wyjaśniono sposób łączenia funkcji przedstawionych na ilustracji 1 z urządzeniami GMR10Dx w celu uzyskania żądanej funkcjonalności i parametrów działania.

Ilustracja 5: schemat funkcjonalny strony sterującej modułu (przedstawiony z urządzeniem GMR10D005). (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Ilustracja 5 przedstawia połączenia wielu modułów GMR10Dx w celu spełnienia funkcji kontrolera zasilania polaryzacji. W tej sekcji przedstawiono szczegółowe objaśnienie zastosowania modułu GMR04B008 w kontekście bloku HS-U. Pozostałe dwa moduły można łatwo zreplikować, łącząc powroty referencyjne, które odpowiadają stosownym węzłom.

Ilustracja 6: wewnętrzny schemat urządzenia GMR04B00x z zasilaniem bramki bez ustalonego potencjału i sterownikami bezpośrednimi. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Ilustracja 6 przedstawia dostępność zasilania 22V w odniesieniu do węzła GNDS, powszechnie nazywanego „masowym”.

Wymagania dotyczące interfejsu stopnia mocy

Jak pokazano na ilustracji 6, w układach wykorzystujących azotek galu (GaN) ogólnie zaleca się stosowanie ujemnego napięcia polaryzacji w celu wyłączenia urządzeń zasilających opartych na azotku galu (GaN), szczególnie w topologiach z przełączaniem twardym, w których prądy przekraczają 30A. Ilustracja 7 przedstawia wykresy ilustrujące to podejście (użyte w webinarium firmy Infineon, publikowane za jej zgodą).

Ilustracja 7: wpływ V_EE na dynamikę wyłączania. (Źródło ilustracji: Infineon)

Wdrożenie i charakterystyka włączania/wyłączania - implementacja rozdzielaczy modułu na potrzeby urządzeń firmy Infineon zapewnia skuteczne napięcia włączania i wyłączania przy jednoczesnej minimalizacji strat w stanie przejścia w stan wyłączenia. Przebiegi sterowania dzielonego oraz konstrukcja urządzenia GS66xx firmy Infineon przyczyniają się do zwiększenia sprawności, a unikalna konstrukcja transformatora zmniejsza piki komutacyjne podczas wyłączania urządzenia GS66xx.

Włączanie i wyłączanie

Do pełnego włączenia wymagane jest sterowanie bramki 5,6V o minimalnej indukcyjności pasożytniczej i sprzężeniu pojemnościowym pomiędzy wrażliwymi węzłami przełączającymi i ścieżkami. Niezbędne jest przestrzeganie wytycznych dostawcy urządzenia opartego na azotku galu (GaN) dotyczących prawidłowego rozmieszczenia i poprowadzenia obwodów.

Podczas wyłączania, napięcie bramka-źródło (V_GS) powinno być znacznie niższe od napięcia progowego (V_TH) przy poziomie odniesienia w omawianych obwodach wynoszącym około 0V. W niniejszym artykule założono użycie układu scalonego sterownika bramek ADUM7223 firmy Analog Devices. Należy zauważyć, że próg blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO) wyjścia sterownika wynosi 5V, dzięki czemu sterownik może sterować bramkami 5,6V wymaganymi przez urządzenia oparte na azotku galu (GaN). Straty mocy sterownika dla omawianego urządzenia opartego na azotku galu (GaN) można obliczyć na podstawie arkusza danych sterownika:

Przy założeniu przełączania z częstotliwością 250kHz i poniższych wartości, można obliczyć P_D:

Konfiguracja sterownika pozwala uzyskać moc rozpraszaną rzędu 100mW, co mieści się w zakresie możliwości modułów GMR10Dx i GMR04B00x. Moduł GMR10Dx jest w stanie dostarczyć znacznie więcej mocy niż jest to wymagane dla sterownika, zapewniając zasilanie niezbędne dla jego niezawodnego działania.

Wysokonapięciowa konfiguracja urządzenia opartego na azotku galu (GaN) dla sterownika

Moduł GMR10Dx dostarcza niezbędne napięcia polaryzacji zarówno dla górnych, jak i dolnych sterowników opartych na azotku galu (GaN) w konfiguracji półmostkowej (HB). Ilustracja 8 pokazuje połączenia sterowników opartych na azotku galu (GaN) z rozdzielaczy.

Właściwe odniesienie powrotnych napięć polaryzacji ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania niestabilnemu przełączaniu i potencjalnym uszkodzeniom urządzeń opartych na azotku galu (GaN). Aby zapewnić prawidłowe i bezpieczne działanie, użytkownicy powinni przestrzegać wytycznych i zaleceń zawartych w arkuszach danych urządzeń opartych na azotku galu (GaN) i uwagach dotyczących ich zastosowań. Dodatkowe wskazówki można znaleźć w arkuszu danych zintegrowanego modułu podwójnego sterownika bezpośredniego GMR04Bx z przykładowymi scenariuszami zastosowań.

Ilustracja 8: topologia totem pole i klasyczna konfiguracja półmostkowa z bezpośrednimi połączeniami sterownika rozdzielczego z przełącznikami GaN. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Moduł GMR04B00x dostarcza niezbędnego napięcia polaryzacji dla sterownika bramek górnego przełącznika GaN, eliminując potrzebę stosowania dodatkowych obwodów, takich jak poziomujący kondensator typu bootstrap w celu wygenerowania wymaganego napięcia polaryzacji.

Dzięki modułom GMR04B00x napięcia sterujące bramkami bez ustalonego potencjału można podłączać bezpośrednio do bramek górnego i dolnego przełącznika GaN, zapewniając stabilne sterowanie bramek na poziomie ±5,6V. Takie podejście upraszcza projekt, eliminując potrzebę przełączania dolnego urządzenia przez kontroler w celu wygenerowania polaryzacji dla górnego sterownika bramek.

Zastosowanie modułów GMR04B00x pozwala uzyskać żądane napięcia sterowania bramkami zarówno dla górnego, jak i dolnego przełącznika GaN, unikając złożoności i stosowania dodatkowych komponentów wymaganych w innych metodach polaryzacji.

Układ typu bootstrap starszego typu, pokazany na ilustracji 9, ma kilka wad. Na przykład charakteryzuje go potrzeba zastosowania dodatkowych komponentów, takich jak diody i kondensatory niepolarne, których wartości mogą wymagać dostosowania w zależności od konkretnych wymagań urządzeń opartych na azotku galu (GaN) lub innych. Problemy z uruchamianiem i brak sztywnej polaryzacji są istotnymi problemami w tym podejściu. Ponadto starszy układ typu bootstrap jest niekompatybilny z bipolarnymi węzłami HB.

Ilustracja 9: układ polaryzacji sterowników bramek starszego typu bez ustalonego potencjału. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Z kolei kompaktowy układ modułów GMR10Dx i GMR04B00x wraz z odpowiednimi rozszerzeniami daje przede wszystkim zalety w postaci oszczędności miejsca. Dzięki temu stanowi praktyczne rozwiązanie do zastosowań wymagających efektywnej polaryzacji i prawidłowego odniesienia.

Pomiar prądu

Ilustracje 10 i 11 przedstawiają integrację funkcji pomiaru prądu wykorzystującą rezystory bocznikowe z modułami GMR10Dx oraz GMR04B00x. Rezystory bocznikowe są powszechnie stosowane do pomiaru i monitorowania prądu płynącego przez obwód. Umieszczając te rezystory w strategicznym miejscu na drodze przepływu prądu, można mierzyć na nich spadek napięcia i wykorzystać go do obliczenia prądu.

W przypadku modułów GMR, rezystory bocznikowe do pomiaru prądu są łączone szeregowo z odbiornikiem lub szerokopasmowym izolowanym modułem pomiarowym prądu. Taka konfiguracja zapewnia dokładny pomiar i monitorowanie prądu. Moduły GMR dostarczają niezbędne napięcia polaryzacji bez ustalonego potencjału lub z odniesieniem do masy oraz zasilanie do obsługi układów pomiaru prądu, umożliwiając niezawodne i precyzyjne pomiary.

Uwzględnienie pomiaru prądu w projekcie układu pozwala użytkownikom na zbieranie cennych informacji na temat poziomów prądu i monitorowanie parametrów działania obwodów lub układów. Jest to szczególnie przydatne w zastosowaniach wymagających precyzyjnego sterowania prądem lub zabezpieczeń, takich jak sterowanie silnikami, energoelektronika lub systemy energii odnawialnej.

Ilustracja 10: starszy sposób pomiaru prądu z wykorzystaniem rezystora bocznikowego. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Ilustracja 11: bezstratny pomiar prądu z wykorzystaniem urządzenia GMRCS000. (Źródło ilustracji: Ganmar Technologies)

Firma Ganmar Technologies oferuje moduły GMRCSN000 oraz GMRCSP000 w postaci kompaktowych, izolowanych, bezstratnych czujników prądu. Moduły te zapewniają szerokopasmowy izolowany pomiar prądu bez konieczności stosowania dodatkowych rezystorów bocznikowych na drodze przepływu prądu. Eliminuje to straty mocy i upraszcza projekt.

Moduły GMRCSN000 i GMRCSP000 wykrywają prąd płynący przez obwód i oferują dwie polaryzacje wyjściowe: od 0 do +Vsense i od -Vsense do 0. Te zakresy wyjściowe pozwalają na bezpośrednie łączenie z przetwornikami analogowo-cyfrowymi (ADC) wbudowanych kontrolerów lub kontrolerów analogowych używanych w bezmostkowych zastosowaniach korekcji współczynnika mocy (PFC).

Wykorzystanie modułów GMRCSN000 i GMRCSP000 upraszcza implementację pomiaru prądu, oszczędza cenną przestrzeń na płytce oraz zapewnia dokładne i izolowane pomiary prądu. Więcej informacji na temat tych modułów i ich numerów katalogowych można uzyskać kontaktując się z działem wsparcia technicznego firmy Ganmar Technologies w celu uzyskania szczegółowej pomocy i wskazówek dotyczących integracji.

Podsumowanie

W niniejszym artykule opisano szczegółowo kompleksowe podejście do projektowania uruchamiania i polaryzacji układów przy użyciu modułów GMR10Dx i GMR04B00x w połączeniu z wysokonapięciowymi przełącznikami dużej mocy opartymi na azotku galu (GaN). Nacisk kładziony jest na przełączniki GaN firmy Infineon, które są powszechnie używane w takich zastosowaniach jak silniki 3-fazowe, falowniki 3-fazowe oraz ładowarki poziomu 3 do pojazdów elektrycznych.

Omawiany sposób projektowania ma kilka zalet w porównaniu ze starszymi rozwiązaniami. Charakteryzuje go między innymi większa niezawodność, kompaktowość i sprawność. Moduły GMR10Dx i GMR04B00x stanowią uniwersalne i niezawodne rozwiązanie do uruchamiania i polaryzacji układów, oferując bezpośrednie połączenie z bramkami przełączników.

Ponadto w artykule przedstawiono moduły GMRCSN000 i GMRCSP000, które stanowią kompaktowe, bezstratne rozwiązanie do pomiaru prądu z elastycznymi opcjami wyjść. Moduły te upraszczają implementację izolowanego pomiaru prądu i zapewniają jego dokładność.

Stosując podejścia projektowe i rozwiązania przedstawione w niniejszym artykule, projektanci mogą znacznie poprawić parametry działania i niezawodność układów wykorzystujących przełączniki GaN. Ponadto mogą oni skorzystać z wiedzy i wsparcia firmy Ganmar Technologies.