Valg af driver til MOSFET (eksempel beregning af parametre)

FET-portstyring er et vigtigt aspekt i udviklingen af ​​ethvert moderne elektronisk udstyr. For eksempel, når kun den nedre strømafbryder bruges i en pulsomformer, og beslutningen tages til fordel for at bruge en individuel driver i form af en specialiseret mikrokredsløb, er det nødvendigt at løse problemet med at vælge en passende driver, så den kan opfylde følgende betingelser.

Først skal driveren sørge for pålidelig åbning og lukning af den valgte nøgle. For det andet er det nødvendigt at overholde kravene til en tilstrækkelig varighed af for- og bagkanterne under omskiftning. For det tredje skal selve chaufføren ikke overbelastes, mens han arbejder i kredsløbet.

På dette trin tilrådes det at starte med at analysere dataene fra dokumentationen for felteffekttransistoren og ud fra disse for at bestemme, hvilke egenskaber driveren skal have. Derefter gjenstår det at vælge en bestemt driverchip blandt dem, der tilbydes på markedet.

Amplituden af ​​styrespændingen er 12 volt

I databladet om felteffekttransistor er der en parameter Vgs (th) - dette er den mindste spænding mellem porten og kilden, hvor transistoren allerede vil begynde at åbne stille. Normalt er dens værdi inden for 4 volt.

Yderligere, når spændingen ved porten stiger til ca. 6 volt, vil et fænomen som "Miller-platået" helt sikkert manifestere sig, hvilket består i det faktum, at under åbningen af ​​transistoren på grund af den inducerede indflydelse af den indfaldende spænding på drænet, er portkildens kapacitet midlertidigt som om vil stige, og selvom udløseren fortsat modtager en opladning fra driveren, vil spændingen på den i forhold til kilden ikke stige yderligere i nogen tid.

Efter at have overvundet Miller-platået vil portspændingen imidlertid fortsætte med at stige lineært, og dræningsstrømmen vil lineært nå sit maksimum i tiden for det øjeblik, hvor portspændingen er ca. 7-8 volt.

Da opladningsprocessen for en hvilken som helst kapacitet fortsætter eksponentielt, det vil sige, at den ved afslutningen altid bremser, så for en hurtigere lukkeropladning, for ikke at forsinke processen med at åbne transistoren, anses udgangsspændingen for driveren Uupr til at være 12 volt. Derefter 7-8 volt - dette vil kun være 63% af amplituden, hvortil spændingen vokser næsten lineært i et tidsrum svarende til 3 * R * Ciss, hvor Ciss er den aktuelle portkapacitans, og R er modstanden i portkildesektionen.

Fuld gate-opladning Qg

Når driverspændingen vælges, tages den totale portladning Qg med i betragtning. Dette er et sted med kompromis mellem topstrømmen for Imax-driveren og åbningstiden for transistoren Tvcl. Først genkender de den fulde portladning Qg, som driveren bliver nødt til at overføre til porten i begyndelsen af ​​hver tastens driftscyklus, og ved slutningen af ​​hver cyklus skal du fjerne den fra lukkeren.

Vi finder den fulde portladning ifølge grafen fra databladet, hvor afhængigt af spændingen, der oprindeligt blev antaget at være på afløbet, vil Qg ved 12 volt Uupr være anderledes.

Hvor længe skodden skal være fuldt opladet - det afhænger virkelig af, hvor lang tid det tager at få fronten af ​​krafttransistoråbningen, eller hvilken driver der er tilgængelig. Den driver, du vælger, skal have de relevante valgmuligheder for stigningstid og faldtid.

Men da vi besluttede, at vi ville vælge driveren primært baseret på behovene i det udviklede kredsløb, vil vi begynde beregningen fra det tidspunkt, det tager for transistoren at åbne (eller lukke) helt. Vi deler portladningen Qg med værdien af ​​den krævede tid til åbning (eller lukning) af nøglen T til (fra) - vi får den gennemsnitlige strøm, der kommer ud af føreren, der passerer gennem porten:

Iav = Qg / Tincl.

Peak nuværende driver Imax

Da lukkeropladningsprocessen som helhed forløber næsten ens, kan vi antage, at førerens outputstrøm vil falde til næsten nul, når lukkeren er fuldt opladet (til spændingen Uupr). Derfor antager vi, at den maksimale driverstrøm Imax er lig med det dobbelte af den gennemsnitlige aktuelle værdi: Imax = Iav * 2, så vil driveren bestemt ikke brænde ud fra overbelastningen på outputstrømmen. Som et resultat vælger vi driveren baseret på Imax og Upr.

Hvis føreren allerede er til rådighed, og Imax er mere end førerens spidsstrøm. Vi deler simpelthen amplituden af ​​styrespændingen Uupr med værdien af ​​den maksimale strøm Imax-driver.

I henhold til Ohms lov får vi værdien af ​​den minimale modstand, du har brug for i portkredsløbet for at begrænse portladningsstrømmen til den spidsstrøm, der er erklæret i databladet for den eksisterende driver:

Rgate = Upr / Imax-driver

I databladet indikeres værdien Rg undertiden - modstanden for portkildesektionen. Det er vigtigt at tage det med i betragtning, og hvis denne værdi er nok, er en ekstern modstand ikke nødvendig. Hvis du har brug for yderligere at begrænse strømmen, bliver du også nødt til at tilføje en ekstern modstand. Når der tilføjes en ekstern modstand, vil dette påvirke tastens åbningstid.

Den øgede parameter R * Ciss bør ikke føre til at overskride den ønskede varighed af forkanten, derfor skal denne parameter beregnes.

Med hensyn til processen med at låse nøglen udføres beregningerne her på lignende måde. Hvis det imidlertid er nødvendigt, at varigheden af ​​de forreste og bageste kanter af styreimpulser adskiller sig fra hinanden, er det muligt at anbringe separate RD-kæder på ladningen og på lukkerudladningen for at opnå forskellige tidskonstanter til begyndelsen og for afslutningen af ​​hver arbejdscyklus. Igen er det vigtigt at huske, at den valgte driver skal have de passende minimumstids- og faldtidsparametre, som skal være mindre end de krævede.

Comments

[#1 Romersk menkisk]

Mange tak for den klare beskrivelse af processen.