Ik had een vraag over de bootstrap-condensator op de gate-driver. Ten eerste wordt de bootstrap-condensator gebruikt omdat de spanning op de poort aan de hoge zijde van de stuurprogrammas ongeveer 10-15 volt hoger moet zijn dan de spanning op de afvoer. Als mijn ingangsspanning echter ongeveer 20 V is en de poortspanning ook niet hoger is dan de bronspanning. Is het mogelijk om in te schakelen?
Ten tweede, om een N-kanaal FET in te schakelen, hebben we een poortspanning nodig die hoger is dan de bronspanning. Hoe is dit mogelijk? de poortspanning kan niet meer dan 15 V leveren toch? Als mijn ingangsvoeding ook ongeveer 20 V levert, kan deze dan worden ingeschakeld?
Reacties
- @ sean900911 Voor je eerste vraag heb je ‘ t heeft gespecificeerd welk type MOSFET je ‘ probeert te besturen – N-kanaal of P-kanaal. Het antwoord hangt af van het type. Voor de tweede vraag hangt de maximale gate-source-spanning weer af van de specifieke N-kanaal-MOSFET die u ‘ probeert te besturen. Voeg meer details toe.
Antwoord
Om de uitleg gemakkelijker te maken, is hier het diagram voor een typische bootstrap-poortstuurprogramma. Misschien kan het OP zijn eigenlijke schakelschema posten.
De IC in de afbeelding is FAN7842 . De volgende afbeelding is het blokschema van de FAN7842 zelf.
Bootstrap-poortaandrijfcircuits worden gebruikt met H-bridge en half-bridge MOSFET-topologieën. Het algemene idee van de bootstrap-poortaandrijfcircuits is als volgt:
- Initiële voorwaarden: Q1 is uitgeschakeld. Q2 is ingeschakeld. De poort van Q2 staat op V cc .
- De bootstrap-condensator C boot is opgeladen wanneer de onderste MOSFET Q2 geleidend is en de bron van de bovenste MOSFET Q1 op een laag potentieel is (V S1 ≈ 0). C boot wordt in rekening gebracht vanaf V cc tot en met D boot .
- Nu moet de stroomrichting door de brug veranderen. Q2 wordt uitgeschakeld door de poort omlaag te drijven. De bron van Q1 is niet langer aan de aarde gebonden en zweeft omhoog. Als gevolg hiervan V S1 V cc . C boot blijft voorlopig opgeladen. D boot voorkomt dat het wordt ontladen in V cc . C boot zijn nog niet gebruikt voor het aandrijven van de poort van Q1.
- Het poortaansturingscircuit voor Q1 bevindt zich in het IC. Dit speciale poortaandrijfcircuit is niet verbonden met Vcc. Het wordt exclusief aangedreven door C boot . Ook is de waarde van C boot zo gekozen dat deze groter is dan de poortcapaciteit van Q1 (C boot >> C poort ). Nu wordt de Q1 aangezet door zijn poort te verbinden met de opgeladen C boot . De poortcapaciteit wordt opgeladen vanaf C boot , en de poortspanning gaat omhoog.
- Ten slotte wordt Q1 uitgeschakeld door de poort met de bron te verbinden. Q2 wordt ingeschakeld door zijn poort naar V cc te sturen. Deze cyclus kan zich opnieuw herhalen.
Hieronder ziet u een screenshot van een oscilloscoop van een golfvorm van een poortaandrijving. werd gemaakt met een van mijn eigen circuits, niet met het FAN7842-circuit hierboven. De principes zijn echter hetzelfde.
De gate-aandrijfsignalen gaan boven de voedingsspanning van de H-brug. V cc = 12V in dit circuit. In de golfvorm is dit het verschil tussen de hoge toestand van het poortsignaal en de voedingsspanning van de H-brug (minus de daling over de D boot -diode) .
Een belangrijk ding over bootstrap-poortaandrijfcircuits is dat de duty-cycle D < 100%. Het werkt niet op 100%.
Als je al weet hoe de spanningsverdubbelaars van de laadpomp werken, zou je erkennen dat het bootstrap-poortaandrijfcircuit enigszins vergelijkbaar is.
Opmerkingen
- @Kortuk Idee achter condensator laadpomp circuits. Een condensator wordt opgeladen tot een (relatief lage) spanning V1. Vervolgens wordt de negatieve kant van de condensator verbonden met een andere spanning V2. Als gevolg hiervan kan het circuit V1 + V2 produceren. Deze actie is ook aanwezig in het bootstrap-circuit.
- Het @Kortuk Buck-circuit heeft een inductor (evenals een boost). We proberen ook een poortaandrijfsignaal, dat hoger is dan de voedingsspanning. Op een iets andere opmerking: soms wordt een bootstrap-poortaandrijfcircuit gebruikt om de poort van de N-kanaals MOSFET in een handomdraai aan te sturen.
- Ohh, ik zag net welke connectie ik verkeerd heb gelezen. Ik geef Jippie de schuld. Mijn opmerkingen verwijderen. Ik dacht dat de lo-kant ergens anders was, heel gaaf inderdaad.
Antwoord
Je preoccupatie is goed gerechtvaardigd: hoe schakel je de hoge kant N-MOS in als we een zeer hoge spanning aan de poort nodig hebben?
Op een gegeven moment had iemand het briljante idee om eerst een condensator op een apart circuit op te laden (met voldoende Vgs om de transistor in te schakelen, in dit geval rond de 15V), en deze vervolgens los te koppelen van het laadcircuit (merk op dat de condensator zijn lading behoudt, ook al is hij losgekoppeld), en plaats hem vervolgens tussen Gate en Source van de transistor die moet worden ingeschakeld. Wanneer het tijd is om de transistor uit te schakelen, wordt de condensator van de poort verwijderd (er blijft misschien een weerstand over die de poortcapaciteit ontlaadt) en kan het proces worden herhaald wanneer het tijd is om hem weer in te schakelen.
Dit is in wezen wat het stuurcircuit doet, en voor de details over hoe je deze bootstrap-condensator precies moet opladen / ontkoppelen / aansluiten, kun je het antwoord van Nick raadplegen.
De reden dat de bootstrap-capaciteit moet groter zijn dan de poortcapaciteit van de transistor, is dat C BOOT de poortcapaciteit oplaadt, dus het moet voldoende lading hebben zodat het daarbij niet te veel spanning laat vallen, anders zou de transistor niet aan gaan.
De reden dat dit niet werkt met een inschakelduur van 100% is dat Cboot uiteindelijk zal worden ontladen vanwege de R 2 en eventuele andere lekkages betrokken.
Answer
deze mosfet-driver is veel beter, hij heeft een zeer korte stijgtijd com gekoppeld aan ventilator http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX15018-MAX15019.pdf
de voedingsspanning naar deze ic is mosfet max poortspanning ( blijf 2 volt minder dan dat)
en dit heeft ook een interne diode
gebruik gewoon een opstartcondensator
bij het kiezen van een mosfet-aandrijving dingen om te overwegen 1) n kanaal of p kanaal mosfet (n kanaal voor onderzijde van voeding p kanaal voor positieve zijde)
2) vgs (spanning vereist om poort in te schakelen voor n kanaal is positief voor p kanaal is het niet actief)
3) weerstand van de uitgang (dit is noodzakelijk omdat de interne weerstand van de mosfet 10 keer minder moet zijn dan de uitgangsweerstand, anders verbruikt mosfet veel stroom)
4) schakelfrequentie hangt ervan af op de stijgtijd van de bestuurder en de poortcapaciteit van mosfet. meestal geven alle mosfet-stuurprogrammas wat gegevens over stijgtijd versus poortcapaciteit
5) voor hogere spanningen wordt bootstrap n-kanaal gebruikt (meestal meer dan 25v) oorzaak voor p-kanaal kunnen we de poort opblazen terwijl we al het andere schakelen nodig wordt gegeven in het gegevensblad, het zou werken