Velge en driver for MOSFET (eksempel beregning av parametere)

FET-portkontroll er et viktig aspekt i utviklingen av ethvert moderne elektronisk utstyr. For eksempel, når bare den nedre strømbryteren brukes i en pulsomformer, og beslutningen tas for å bruke en individuell driver i form av en spesialisert mikrokrets, er det nødvendig å løse problemet med å velge en passende driver, slik at den kan tilfredsstille følgende betingelser.

Først må driveren sørge for pålitelig åpning og lukking av valgt tast. For det andre er det nødvendig å oppfylle kravene for en tilstrekkelig varighet av for- og bakkantene under koblingen. For det tredje skal ikke sjåføren selv være overbelastet mens han jobber i kretsen.

På dette stadiet er det lurt å starte med å analysere dataene fra dokumentasjonen for felteffekttransistoren, og ut fra disse for å bestemme hvilke egenskaper driveren skal ha. Etter det gjenstår det å velge en spesifikk driverbrikke fra de som tilbys på markedet.

Amplituden til kontrollspenningen er 12 volt

I databladet for felteffekttransistor er det en parameter Vgs (th) - dette er minste spenning mellom porten og kilden, der transistoren allerede vil begynne å sakte åpne. Vanligvis er verdien innenfor 4 volt.

Videre, når spenningen ved porten stiger til omtrent 6 volt, vil et fenomen som "Miller-platået" sikkert manifestere seg, og bestå i det faktum at under åpningen av transistoren, på grunn av den induserte påvirkningen av hendelsesspenningen på avløpet, er portkildens kapasitans midlertidig som om vil øke, og selv om lukkeren fortsetter å motta lading fra driveren, vil spenningen på den i forhold til kilden ikke øke ytterligere på noen tid.

Etter å ha overvunnet Miller-platået, fortsetter portspenningen imidlertid å øke lineært, og avløpsstrømmen når sitt maksimum lineært i tid for øyeblikket når portspenningen er omtrent 7-8 volt.

Siden prosessen med å lade en hvilken som helst kapasitet fortsetter eksponentielt, det vil si at den på slutten alltid bremser, for en raskere lukkerladning, for ikke å forsinke prosessen med å åpne transistoren, blir utgangsspenningen til driveren Uupr ansett til å være 12 volt. Deretter 7-8 volt - dette vil være bare 63% av amplituden, som spenningen vil vokse nesten lineært i en tid lik 3 * R * Ciss, der Ciss er den nåværende portkapasitansen, og R er motstanden i portkildeseksjonen.

Full gate-kostnad Qg

Når førerspenningen er valgt, tas den totale portladningen Qg i betraktning. Dette er et kompromisssted mellom toppstrømmen til Imax-driveren og åpningstiden til transistoren Tvcl. Først kjenner de igjen hele portladningen Qg, som sjåføren må overføre til porten på begynnelsen av hver tastens driftssyklus, og på slutten av hver syklus, fjerne den fra lukkeren.

Vi finner den fullstendige lukkerladningen i henhold til grafen fra databladet, der avhengig av spenningen som opprinnelig ble antatt å være på avløpet, vil Qg ved 12 volt Uupr være forskjellig.

Hvor lenge lukkeren skal være fulladet - dette avhenger faktisk enten av hvor lang tid det tar å få fronten til krafttransistoren til å åpne, eller hvilken driver som er tilgjengelig. Driveren du velger, må ha de aktuelle alternativene Rise Time and Fall Time.

Men siden vi bestemte oss for at vi skulle velge driveren først og fremst basert på behovene til den utviklede kretsen, vil vi begynne beregningen nøyaktig fra det tidspunktet transistoren må helt åpne (eller stenge). Vi deler portladningen Qg med verdien av ønsket tid for åpning (eller lukking) av tasten T på (av) - vi får den gjennomsnittlige strømmen som kommer ut av sjåføren som går gjennom porten:

Iav = Qg / Tincl.

Topp nåværende driver Imax

Ettersom lukkerladeprosessen som helhet foregår nesten jevnt, kan vi anta at driverens utgangsstrøm vil falle til nesten null når lukkeren er fulladet (til spenningen Uupr). Derfor antar vi at toppdriverens nåværende Imax er lik det dobbelte av gjennomsnittlig gjeldende verdi: Imax = Iav * 2, da vil ikke sjåføren definitivt brenne ut fra overbelastning på utgangsstrømmen. Som et resultat velger vi driveren basert på Imax og Upr.

Hvis sjåføren allerede er til disposisjon, og Imax er mer enn toppstrømmen til sjåføren. Vi deler ganske enkelt amplituden til styrespenningen Uupr med verdien til den maksimale strømmen Imax driver.

I henhold til Ohms lov får vi verdien av den minste motstand du trenger å ha i portkretsen for å begrense portladningsstrømmen til toppstrømmen som er oppgitt i databladet for den eksisterende driveren:

Rgate = Upr / Imax-driver

I databladet indikeres noen ganger verdien Rg - motstanden til portkildeseksjonen. Det er viktig å ta hensyn til det, og hvis denne verdien er nok, er det ikke nødvendig med en ekstern motstand. Hvis du trenger å begrense strømmen ytterligere, må du også legge til en ekstern motstand. Når en ekstern motstand legges til, vil dette påvirke tastens åpningstid.

Den økte parameteren R * Ciss skal ikke føre til å overskride den ønskede varigheten av forkanten, derfor må denne parameteren beregnes.

Når det gjelder prosessen med å låse nøkkelen, utføres beregningene på samme måte. Hvis det imidlertid er nødvendig at varighetene til for- og bakkantene på kontrollpulsene avviker fra hverandre, er det mulig å sette separate RD-kjeder på ladningen og på lukkerutladningen for å oppnå forskjellige tidskonstanter for begynnelsen og for fullføringen av hver arbeidssyklus. Igjen er det viktig å huske at den valgte driveren må ha de nødvendige parametrene for minimum Rise Time and Fall Time, som må være mindre enn de nødvendige.

Comments

[#1 Romersk menskisk]

Tusen takk for den klare beskrivelsen av prosessen.