วงจรขับเกท (Gate Drive Circuit) (Gate Driver ICs)

วงจรการใช้งานตัวขับเกท

วงจรการใช้งานตัวขับเกทร่วกับไมโครคอนโทรลเลอร์

ตัวขับเกท (Gate Driver) คือตัวขยายกำลัง (Power amplifier) ที่รับอินพุตกำลังงานต่ำจากไมโครคอนโทรลเลอร์และสร้างอินพุตกระแสสูงสำหรับจุดฉนวนการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (High-power transistor) เช่น IGBT หรือ MOSFET ตัวขับเกทสามารถมีได้ทั้งที่เป็นไอซี (On-chip) และเป็นแบบวงจรแยก (Discrete module)

โดยพื้นฐานแล้วตัวขับเกตหนึ่งตัวประกอบด้วยตัวปรับระดับ (Level shifter) รวมอยู่ด้วยกับวงจรขยาย (Amplifier) หนึ่งตัว ตัวขับเกทหนึ่งตัวทำหน้าที่เป็นส่วนต่อประสานระหว่างสัญญาณควบคุม (ที่มาจากไมโครคอนโทรลเลอร์หรือวงจรแอนะล็อก) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง (IGBTs, MOSFETs, SiC MOSFETs, and GaN HEMTs)

วิวัฒนาการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง [1]

ด้วยการพัฒนาอย่างมากในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังดังนั้น ตัวขับเกต ที่เหมาะสมกับอุปกรณ์แต่ละตัวจึงจำเป็นต้องถูกออกแบบ โดยในบทความนี้นำเสนอบอร์ดวงจรขับเกตที่ออกแบบมาใช้กับ IGBT ซึ่งหากดูจากสัญญาณที่ออกจากบอร์ดขับเกตที่นำเสนอจะมีแรงดันในช่วง -9 โวลท์ ถึง +15 โวลท์ ดังรูป

และเมื่อทำการทดลองใช้ ตัวขับเกท กับวงจรอินเวอร์เตอร์ 1 เฟส และอินเวอร์เตอร์ 3 เฟส สัญญาณพัลวิธมอดูเลชั่นที่ได้ แสดงดังรูป

สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ตามลิ้งค์นี้ Schematic

References

[1] https://www.researchgate.net/figure/Development-power-density-in-generation-of-IGBTs_fig2_322515037