Diskret komponent felteffekt transistor driver

Det er en ting, når der til højhastighedsstyring af en kraftig felteffekttransistor med en tung port findes klargjort driver i form af en specialiseret chip ligesom UCC37322, og ganske anderledes, når der ikke er en sådan driver, og reguleringsplanen for tænd / sluk-nøgler skal implementeres her og nu.

I sådanne tilfælde er det ofte nødvendigt at ty til hjælp af diskrete elektroniske komponenter, der er tilgængelige, og allerede fra dem for at samle lukkerdriveren. Det ser ud til, at sagen ikke er vanskelig, men for at få tilstrækkelige tidsparametre til at skifte felteffekttransistor, skal alt gøres effektivt og arbejde korrekt.

En meget værd, kortfattet og ideel af høj kvalitet med det formål at løse et lignende problem blev foreslået tilbage i 2009 af Sergey BSVi i hans blog “Embedder Page”.

Kredsløbet blev med succes testet af forfatteren i halvbroen ved frekvenser op til 300 kHz. Især ved en frekvens på 200 kHz med en lastkapacitans på 10 nF var det muligt at opnå fronter med en varighed på højst 100 ns. Lad os se på den teoretiske side af denne løsning og forsøge at forstå detaljeret, hvordan dette skema fungerer.

Hovedstrømmene for ladning og afladning af porten, når låsen og låsingen af ​​hovednøglen strømmer gennem de bipolære transistorer i føreroutputtrinet. Disse transistorer skal modstå spidsgrænsestyringsstrømmen, og deres maksimale kollektor-emitter-spænding (ifølge databladet) skal være større end driverens forsyningsspænding. 12 volt er typisk nok til at kontrollere feltlukkeren. Med hensyn til spidsstrømmen antager vi, at den ikke overstiger 3A.

Hvis der kræves en højere strøm for at kontrollere nøglen, skal transistorerne i udgangstrinnet også være mere kraftfulde (selvfølgelig med en passende begrænsningsfrekvens for strømoverførsel).

For vores eksempel er et komplementært par - BD139 (NPN) og BD140 (PNP) egnet som transistorer i outputtrinet. De har en grænsespænding for samler-emitter på 80 volt, en spidsopsamlerstrøm på 3A, en afskæringsfrekvens for strømoverførsel på 250 MHz (vigtigt!) Og en minimum statisk strømoverførselskoefficient på 40.

For at øge den nuværende forstærkning tilføjes et yderligere komplementært par lavstrømstransistorer KT315 og KT361 med en maksimal revers spænding på 20 volt, en minimum statisk strømoverførselskoefficient på 50 og en afskæringsfrekvens på 250 MHz lige så høj som udgangstransistorerne BD139 og BD140 .

Som et resultat får vi to par transistorer tilsluttet i henhold til Darlington-kredsløbet med en samlet mindstestrømoverførselskoefficient på 50 * 40 = 2000 og med en afskæringsfrekvens på 250 MHz, dvs. teoretisk set i grænsen, kan skiftehastigheden nå flere nanosekunder. Men da vi taler om relativt lange processer med ladning og afladning af portkapacitansen, vil denne gang være en størrelsesorden højere.

Styresignalet skal leveres til den kombinerede base af transistorer KT315 og KT361. Åbningsstrømmene for basen NPN (øvre) og PNP (nedre) transistorer skal adskilles.

Til dette formål kunne isoleringsmodstande installeres i kredsløbet, men løsningen med installationen af ​​en hjælpeenhed på KT315, modstand og 1n4148 diode viste sig at være meget mere effektiv for netop dette kredsløb.

Denne enheds funktion er hurtigt at aktivere basen i de øvre transistorer i lavstrømstrinnet, når der påføres en højere spænding på basisen på denne enhed, og lige så hurtigt gennem dioden trækker baserne til minus, når der vises et signal om det laveste niveau på enhedens base.

For at være i stand til at styre denne driver fra en lavstrømsignalkilde med en udgangsstrøm i størrelsesordenen 10 mA, er en lavstrøms felteffekttransistor KP501 og en højhastighedsoptokobler 6n137 installeret i kredsløbet.

Når en styrestrøm påføres gennem en kæde med 2-3 optokoblere, går den udgående bipolære transistor inde i den i en ledende tilstand, og ved stiften 6 er der en åben kollektor, hvortil en modstand er forbundet, som trækker porten til lavstrøm-felteffekttransistoren KP501 til den positive kraftbuss i optokobleren.

Når et signal på højt niveau leveres til indgangen til optokoppleren, vil et signal med lavt niveau være på porten til KP501-feltregulatoren, og det vil lukke, hvilket giver mulighed for strøm at strømme gennem basen på den øverste i henhold til KT315-skemaet - chaufføren vil oplade porten til hovedfeltcontrolleren.

Hvis der ved optokopplerens indgang er der et signal med lavt niveau, eller der ikke er noget signal, vil der ved signalet fra optokoppleren være et signal på højt niveau, KP501-skodden oplades, dens lagerkreds lukkes, og basen i det øverste kredsløb ifølge KT315-kredsløbet trækkes til nul.

Driveroutput-trinnet begynder at aflade porten til den nøgle, den kontrollerer. Det er vigtigt at bemærke, at i dette eksempel er strømforsyningsspændingen for optokoppleren begrænset til 5 volt, og førerstrinnet i driveren drives af en spænding på 12 volt.

Comments

[#1 Dmitry]

Spændingen for "mætning" af den nedre arm vil være 2,1-2,5 volt, dette er for meget til sikkert at kontrollere feltmanden, hvis oplåsningstærskel falder med opvarmning. Den første bipolære switch sammen med BE-modstanden virker overflødig.
En feltmand i mellemtrinet, om end en laveffekt, men arbejder med en modstand på 2,2 kOhm (i samleren i den første KT315) er en blokering af fronten. Poleviks har relativt store kapaciteter. Det er bedre at anbringe en bipolær højhastighedshastighedshastighed i stedet for en PT og inkludere 2x dioder II-kapaciteter i dens base for at skabe en negativ bias. Derefter øges låsehastigheden kraftigt.