Avevo qualche domanda sul condensatore di bootstrap sul gate driver. Innanzitutto, viene utilizzato il condensatore di bootstrap perché la tensione sul gate dei driver del lato alto deve essere di circa 10-15 volt superiore alla tensione sul suo drain. Tuttavia, se la mia alimentazione in ingresso è di circa 20 V e anche la tensione del gate non è superiore alla tensione della sorgente. È possibile accendere?
Secondo, per accendere un FET a canale N, abbiamo bisogno di una tensione di gate che sia superiore alla tensione di source. Come può essere questo? la tensione di gate non può fornire più di 15 V giusto? Se la mia alimentazione in ingresso contribuisce anche a circa 20 V, può essere attivata?
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- @ sean900911 Per la tua prima domanda, non hai ‘ t ha specificato quale tipo di MOSFET ‘ stai cercando di controllare: canale N o canale P. La risposta dipende dal tipo. Per la seconda domanda, la tensione gate-source massima dipende di nuovo dallo specifico MOSFET a canale N che ‘ stai cercando di controllare. Aggiungi ulteriori dettagli.
Risposta
Per semplificare la spiegazione, ecco il diagramma per un tipico bootstrap gate driver. Forse, lOP potrebbe pubblicare il suo vero diagramma del circuito.
LIC nellimmagine è FAN7842 . Limmagine successiva è lo schema a blocchi del FAN7842 stesso.
I circuiti di pilotaggio bootstrap gate vengono utilizzati con topologie MOSFET H-bridge e half-bridge. Lidea generale dei circuiti di pilotaggio bootstrap gate è questa:
- Condizioni iniziali: Q1 è spento Q2 è acceso. Il Gate di Q2 è a V cc .
- Il condensatore di bootstrap C boot è carica quando il MOSFET inferiore Q2 è in conduzione e la sorgente del MOSFET superiore Q1 è a basso potenziale (V S1 ≈ 0). C boot viene addebitato da V Da cc a D boot .
- Ora, la direzione della corrente attraverso il ponte deve cambiare. Q2 viene disattivato abbassando il gate. La sorgente di Q1 non è più collegata a terra e si solleva. Di conseguenza, V S1 V cc . C boot rimane addebitato per il momento. D boot impedisce che si scarichi in V cc . C boot non è ancora stato utilizzato per pilotare il gate di Q1.
- Il circuito di pilotaggio del gate per Q1 è allinterno dellIC. Questo speciale circuito di pilotaggio del cancello non è collegato a Vcc. È alimentato esclusivamente da C boot . Inoltre, il valore di C boot è scelto in modo tale che sia maggiore della capacità del gate di Q1 (C boot >> C gate ). Ora, il Q1 si accende collegando il suo gate al C boot carico. La capacità del gate viene caricata da C boot e la tensione del gate sale.
- Infine, Q1 viene spento collegando il suo gate alla sua sorgente. Q2 si attiva guidando il suo gate su V cc . Questo ciclo può ripetersi di nuovo.
Di seguito è riportato uno screenshot delloscilloscopio di una forma donda di gate drive. è stata scattata con uno dei miei circuiti, non con il circuito FAN7842 di cui sopra. I principi sono gli stessi, però.
I segnali di gate drive vanno al di sopra della tensione di alimentazione del ponte H. V cc = 12V in questo circuito. Nella forma donda, è la differenza tra lo stato alto del segnale del gate e la tensione di alimentazione del ponte H (meno la caduta sul diodo D boot ) .
Una cosa importante dei circuiti di pilotaggio del gate bootstrap è che il duty cycle deve essere D < 100%. Non funziona al 100%.
Se sai già come funzionano i duplicatori di tensione della pompa di carica, riconoscerai che il circuito di pilotaggio del gate bootstrap è in qualche modo simile.
Commenti
- @Kortuk Idea dietro i circuiti della pompa di carica del condensatore Un condensatore viene caricato a una tensione (relativamente bassa) V1, quindi il lato negativo del condensatore viene collegato a unaltra tensione V2. Di conseguenza, il circuito può produrre V1 + V2. Questa azione è presente anche nel circuito bootstrap.
- Il circuito @Kortuk Buck ha un induttore (oltre che boost). Stiamo anche cercando di generare un segnale di pilotaggio gate, che è superiore alla tensione di alimentazione. Su una nota leggermente diversa: a volte un circuito di pilotaggio gate bootstrap viene utilizzato per pilotare il gate del MOSFET a canale N in un dollaro.
- Ohh merda, io ho appena visto quale connessione ho letto male. Do la colpa a jippie. Rimuovo i miei commenti. Pensavo che il lato lo fosse da qualche altra parte, davvero fantastico.
Risposta
La tua preoccupazione è ben giustificata: come attivare lN-MOS lato alto se abbiamo bisogno di una tensione molto alta al gate?
Ad un certo punto qualcuno ha avuto la brillante idea di caricare prima un condensatore su un circuito separato (con abbastanza Vgs per accendere il transistor, in questo caso intorno ai 15V), quindi scollegarlo dal circuito di “carica” (notare che il condensatore mantiene la sua carica anche se è stato scollegato), quindi posizionarlo tra Gate e Source del transistor che deve essere acceso. Quando è il momento di spegnere il transistor, il condensatore viene rimosso dal gate (lasciando forse un resistore che scarica la capacità del gate) e il processo può essere ripetuto quando è il momento di riaccenderlo.
Questo è essenzialmente ciò che fa il circuito del driver, e per le specifiche su come eseguire esattamente la carica / disconnessione / connessione di questo condensatore di bootstrap puoi fare riferimento alla risposta di Nick.
Il motivo per cui il la capacità di bootstrap deve essere maggiore della capacità di gate del transistor è che C BOOT sta caricando la capacità di gate, quindi deve avere una carica sufficiente in modo da non far cadere troppa tensione nel farlo, altrimenti il transistor non si accenderebbe.
Il motivo per cui questo non funziona con un ciclo di lavoro del 100% è che Cboot alla fine si scaricherà a causa di R 2 e qualsiasi altra perdita coinvolti.
Risposta
questo driver mosfet è molto meglio ha un tempo di salita molto minore com pared to fan http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX15018-MAX15019.pdf
la tensione di alimentazione a questo ic è la tensione gate max mosfet ( rimanere 2 volt in meno)
e anche questo ha un diodo interno
basta usare un condensatore di avvio
mentre si sceglie un mosfet cose da considerare 1) n canale o mosfet canale p (canale n per il lato inferiore dellalimentatore canale p per lato positivo)
2) vgs (la tensione richiesta per accendere il gate per il canale n è positiva per il canale p è negativa)
3) resistenza di uscita (questo è necessario perché la resistenza interna del mosfet dovrebbe essere 10 volte inferiore alla resistenza di uscita altrimenti il mosfet consumerà molta energia)
4) frequenza di commutazione dipende sul tempo di salita del driver e sulla capacità di gate del mosfet. di solito tutti i driver mosfet forniscono alcuni dati sul tempo di salita rispetto alla capacità del gate
5) per tensioni più alte viene utilizzato il canale n di bootstrap (più di 25 V di solito) perché per il canale p potremmo far saltare in aria il gate mentre cambiamo ogni altra cosa necessario è dato nel foglio dati cablarlo funzionerebbe