Funcția circuitului Bootstrap

Pentru a facilita explicația, aici este diagrama pentru un tipic driver de poartă bootstrap. Poate că OP-ul ar putea posta schema sa reală.

IC-ul din imagine este FAN7842 . Următoarea imagine este schema bloc a FAN7842 în sine.

Circuitele de unitate de poartă Bootstrap sunt utilizate cu topologiile MOSFET H-bridge și half-bridge. Ideea generală a circuitelor de unitate de poartă bootstrap este următoarea:

2. Condiții inițiale: Q1 este oprit. Q2 este pornit. Poarta Q2 este la V _cc .
3. Condensatorul bootstrap C _boot este încărcat când MOSFET Q2 inferior conduce și sursa MOSFET Q1 superior are un potențial scăzut (V _S1 ≈ 0). C _boot se încarcă de la V _cc prin D _boot .
4. Acum, direcția curentului prin pod trebuie să se schimbe. Q2 este dezactivat conducând poarta sa scăzută. Sursa Q1 nu mai este legată de sol și plutește. Ca urmare, V _S1 V _cc . C _boot rămâne încărcat pentru moment. D _boot împiedică descărcarea în V _cc . C _boot Nu s-a folosit încă pentru conducerea porții Q1.
5. Circuitul de acționare a porții pentru Q1 se află în interiorul IC. Acest circuit special de poartă nu este conectat la Vcc. Este alimentat exclusiv de C _boot . De asemenea, valoarea C _boot este aleasă astfel încât să fie mai mare decât capacitatea de poartă a Q1 (C _boot >> C _poarta ). Acum, Q1 este pornit conectându-și poarta la C _boot încărcat. Capacitatea porții este încărcată de la C _boot și tensiunea porții crește.
6. În cele din urmă, Q1 este oprit conectându-și poarta la sursa sa. Q2 este pornit conducând poarta către V _cc . Acest ciclu se poate repeta din nou.

Mai jos este o captură de ecran a osciloscopului unei forme de undă a unității de poartă. a fost luat cu unul din circuitele mele, nu cu circuitul FAN7842 de mai sus. Principiile sunt aceleași, totuși.

Semnalele de acționare a porții depășesc tensiunea de alimentare a podului H. V _cc = 12V în acest circuit. În forma de undă, este diferența dintre starea ridicată a semnalului de poartă și tensiunea de alimentare a podului H (minus căderea peste dioda D _boot ) .

Un lucru important despre circuitele de antrenare a porții de boot este că ciclul de funcționare trebuie să fie D < 100%. Nu funcționează la 100%.

În cazul în care știți deja cum funcționează dublatoarele de tensiune ale pompei de încărcare, ați recunoaște că circuitul de antrenare a porții bootstrap este oarecum similar.

Comentarii

• @Kortuk Ideea din spatele circuitelor pompei de încărcare a condensatorului. Un condensator este încărcat la o tensiune (relativ scăzută) V1. Apoi partea negativă a condensatorului este conectată la o altă tensiune V2. Ca rezultat, circuitul poate produce V1 + V2. Această acțiune este prezentă și în circuitul bootstrap.
• Circuitul @Kortuk Buck are un inductor (precum și un boost). Încercăm, de asemenea, să generăm un semnal de acționare a porții, care este mai mare decât tensiunea de alimentare. Într-o notă ușor diferită: uneori, un circuit de acționare a porții bootstrap este folosit pentru a conduce poarta MOSFET-ului cu canal N într-un dolar. Tocmai am văzut ce conexiune am citit greșit. Îl învinovățesc pe jippie. Îndepărtând comentariile mele. Am crezut că partea din altă parte este foarte minunată. class = „ans wer „>

  Preocuparea ta este bine justificată: Cum să pornim partea înaltă N-MOS dacă avem nevoie de o tensiune foarte mare la poartă?

  La un moment dat cineva a avut ideea strălucită de a încărca mai întâi un condensator pe un circuit separat (cu suficient Vgs pentru a porni tranzistorul, în acest caz în jur de 15V), apoi deconectați-l de la circuitul de „încărcare” (rețineți că condensatorul își păstrează încărcarea, chiar dacă a fost deconectat), apoi plasați-l între Poartă și Sursa tranzistorului care urmează să fie pornit. Când este timpul să opriți tranzistorul, condensatorul este scos din poartă (lăsând poate un rezistor care descarcă capacitatea porții) și procesul poate fi repetat când este timpul să îl reporniți.

  Aceasta este în esență ceea ce face circuitul driverului, iar pentru detalii despre cum să efectuați exact încărcarea / deconectarea / conectarea acestui condensator bootstrap, puteți consulta răspunsul lui Nick.

  Motivul pentru care capacitatea bootstrap trebuie să fie mai mare decât capacitatea porții tranzistorului este aceea că C _BOOT încarcă capacitatea porții, deci trebuie să aibă suficientă încărcare, astfel încât să nu scadă prea multă tensiune, în caz contrar, tranzistorul nu ar porni.

  Motivul pentru care acest lucru nu funcționează cu un ciclu de funcționare de 100% este că Cboot va fi descărcat în cele din urmă din cauza R ₂ și a oricăror alte scurgeri implicat.

acest driver de mosfet este mult mai bun, are un timp de creștere foarte mic comparat cu ventilatorul http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX15018-MAX15019.pdf

tensiunea de alimentare către acest ic este tensiunea maximă a porții mosfet ( rămâneți cu 2 volți mai puțin decât asta)

și acest lucru are, de asemenea, diodă internă

pur și simplu folosiți un condensator de pornire

în timp ce alegeți un dispozitiv MOSFET pentru a lua în considerare 1) n canal sau p canal mosfet (canal n pentru partea inferioară a sursei de alimentare canal p pentru partea pozitivă)

2) vgs (tensiunea necesară pentru a porni poarta pentru n canal este pozitivă pentru canalul p este negativă)

3) rezistența de ieșire (aceasta este necesară deoarece rezistența internă a mosfetului ar trebui să fie de 10 ori mai mică decât rezistența de ieșire, altfel mosfetul va consuma multă energie)

4) frecvența de comutare depinde la timpul de creștere al șoferului și la capacitatea de poartă a mosfetului. de obicei, toți driverele de MOSFET oferă unele date despre timpul de creștere vs capacitatea portii

5) pentru tensiuni mai mari se folosește canalul bootstrap n (mai mult de 25v de obicei), pentru canalul p putem exploda poarta în timp ce comutăm orice altceva necesarul este dat în fișa tehnică, ar funcționa