Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie mosfet-ów. Układ z rysunku. Sterowanie z poziomu TTL, CMOS.

11 Sty 2005 20:59 9786 32
  • Poziom 13  
    Witam!
    potrzebuje wysterowac układzik jak na dołączonym rysunku. Problem dotyczy głównie tranzystora T2 ,ze względu na duże napięcie zasilające. Układ będzie obciążony ok. 10A ,co powoduje że prąd bramki tranzystora również jest duży. układ musi być sterowany z poziomu TTL ewentualnie CMOS .
    Sterowanie mosfet-ów. Układ z rysunku. Sterowanie z poziomu TTL, CMOS.
  • IGE-XAO
  • Poziom 42  
    Prąd bramki nie ma nic wspólnego z prądem obciążenia. Sposób sterowania MOSFETów w tym układzie możesz podpatrzeć w schematach zasilaczy komputerowych.

    RoMan
  • Poziom 21  
    w przełączaniu mosfetów brąd brami zależy raczej od częstotliwości
  • Poziom 24  
    Przecież MOS-FETy są sterowane napięciowo i prąd dren-źródło zależy od napięcia na bramce.

    -> darkfenriz
    w przełączaniu mosfetów brąd brami zależy raczej od częstotliwości

    Nie ma mowy, jeżeli już, to w niewielkim stopniu, wskutek strat przy przełączaniu
  • Poziom 13  
    z punktu teorii to tak "niby" jest ,jednak w praktyce wychodzi inaczej ,przy tranzystorach mocy ,trzeba wziąć pod uwage pojemność wej. .częstotliwość również dorzuca swoje trzy grosze ,zapomniałem napisć ,że ma to być przełączane z ok. 1MHz . teoretycznie wychodzi ,że prąd przeładowania pojemności wejściowej osiąga wartości porównywalne z prądem drenu. tranzystor T1 będzie sterowany driverem 6A .problem jest z T2 .
  • Poziom 42  
    Po raz kolejny odsyłam do zasilaczy komputerowych. Jak tamto załapiesz, to poradzisz sobie i z tym.

    BTW: po czorta aż 1 MHz? To już drugi przypadek, gdy ktoś pyta o takie zakresy mocy przy takiej częstotliwości - to będzie koszmarnie siało :-(

    RoMan
  • IGE-XAO
  • Poziom 21  
    bez przesady
    pojemność brama-źródło to może około 2nF
    okres przełączania 1us, więc załóżmy, że 100ns wystarczy na narastanie zbocza
    Ibramki=q/t=20mA

    któryś z nas coś źle policzył...
  • Poziom 42  
    Przy przełączaniu 300V 10A z częstotliwością 1 MHz czas wyłączania/włączania 100 ns oznacza straty na tranzystorze na poziomie 300W.

    Nie wiem, skąd wziąłeś te 2 nF i dlacze mylisz pojemność z ładunkiem. Ja dla nMOSFETów na napięcie i prąd tego rzędu widzę _ładunek_ rzędu 50 nC, co przy czasach przeładowania bramki (a wcale to nie oznacza jeszcze przełączenia tranzystora) rzędu 10 ns oznacza prąd rzędu 5A.

    Sam projekt _na_ _razie_ uważam za z lekka poroniony ale żądanie tak wysokiego prądu drivera jest zupełnie uzasadnione.

    RoMan.
  • Poziom 21  
    2nF to pytowa pojemność dla mosfetów mocy
    reszta tego co apisałem to rzeczywiście głupota, za późno dziś na myślenie, idę spać, papa
  • Poziom 28  
    Witam
    Mam takie pytanko, po co sa dwa szeregowo te tranzystory???
    Narysuj więcj tego układziku, tak aby było widać sposób podłaczenia obciążenia.
    Co do czasów przełączania, to pamiętajćie, że to napięcie może dochodzic do ok 20 V, i czasami na minus ok 1-2 V, w celu całkowitego wyłaczenia tranzystora. Razem jest to ok 20 - 22 V, jesli założymy minimum 3nF, to okazuje sie ,że nie jest to taka łatwa sprawa, naładować , i rozładować taka pojemnośc w takim zakresie amplitud napięcia w tak krótkim czasie np: 100Nsec.
    Dlatego skłaniam sie potwierdzać wywody RoMan-a
    jk
  • Poziom 13  
    obciążeniem będzie pojemność ok. 1nF -jak na rysunku. Tranzystory mają się przełączać na przemian (w przeciwfazie) ,czyli pojemność obciążająca ma być na przemian ładowana (do 300V przewodzi T2, T1 zatkany) i rozładowywana (do masy przewodzi T1 ,T2 zatkany) .Aby przełączyć T2 na jego bramke należy podać napięcie większe o przynajmniej 5V od potencjału źródła-na którym przy przewodzeniu T2 jest 300V ,czyli musi to być napięcie żędu 305V-315V . w symulacji wszystko pięknie hula jednak jest problem z rozwiązaniem praktycznym. w T1 źródło jest na masie więc wystarczy driver sterujący 0/15V ,6A-tak jak pisałem wcześniej.
    Sterowanie mosfet-ów. Układ z rysunku. Sterowanie z poziomu TTL, CMOS.

    Dodano po 3 [godziny] 23 [minuty]:

    co do zasilaczy komputerowych to tam jest inne rozwiązanie:
    1' jest jeden tranzystor ,zazwyczaj bipolar ,gdzie w kolektorze jest włączone obciążenie w postaci cewki
    2. tranzystor jest na masie i nie wymaga wysokich napięć sterujących
    3. częstotliwośći kluczowania są mniejsze zazwyczaj 100kHz ,chociaż są również "megahertzowe"
    ale tak jak wspominałem bramka tranzystora T2 musi miec potencjał przynajmniej o 5V większy od potencjału źródła. tak więc wydaje mi się iż nie w tym kierunku zmierzamy. pozdrawiam
  • Poziom 42  
    Jakieś dziwne schematy oglądałeś - flybacka do PC nie widziałem od czasów PC/XT a forward stosuje się przy stosunkowo niewielkich mocach.
    Poszukaj normalnego schematu na półmostku i MOSFETach - tam znajdziesz rozwiązanie swojego problemu.

    RoMan
  • Poziom 13  
    to może jakieś dokładniejsze namiary na taki zasilacz ,chociaż jakiś symbol (nazwe) ,żeby był punkt zaczepienia ,dzięki
  • Poziom 28  
    Witam
    Chcąc wysterować t2, musisz miec napięcie wyższe od tych 300 V, o minimum 15 V, lub zastosowanie zamiast tego tranzystora , mosfet z kanałem "pi".
    jk
  • Poziom 13  
    właśnie cały czas o tym pisze ,że potrzebuje ponad 300V na wysterowanie T2. kanał P odpada:
    1.tranzystor musi być na odpowiednio większe napięcie ,przynajmniej 600V ,ze względu na przepięcia przy przełączaniu
    2. z P kanałem znalazłem tylko na 500V max (może by i wystarczyło) ,ale jest zbyt wolny ,
    lepszego nic nie znalazłem , i dlatego całkiem wyeliminowałem P kanał
    Zostałe kwestia jak zrobić taki układzik który wysteruje T2 (najlepiej z opto izolacją). 300V będzie regulowane ,więc nie moge zrobic układu sterującego generującego 315V. układ sterujący musi mieć "pływającą mase" tak aby generował impulsy o 15V większe od zasilania ,które będzie regulowane. może być np. 200V i wówczas potrzebuje 215V do sterowania T2.
  • Poziom 42  
    Optoizolację o szybkości narastania rzędu ns? Gratuluję pomysłu...

    Ulituję się, choć bardzo nie lubię dawać ryby komus, kto wędkę wyrzuca. Uzyj transformatora 1:1 na malutkim rdzeniu toroidalnym.

    RoMan
  • Poziom 28  
    Witam
    Sa w ofercie motoroli takie scalaki do sterowania takimi układami, jak namalowałeś. Ich synbole to:
    MPIC 2111,2112,2113.
    Może którys ci podpasuje.
    jk
  • Poziom 28  
    Witam
    Kolego RoMan, dzieki za wykład, przyda mi sie, choć jest to nie po naszemu napisane.
    Tak dużo wiedzy teoretycznej, nie pomoże autorowi tematu...Myslę że on oczekuje gotowego rysunku.
    Nawet te scalaki motoroli, których symbole podałem w poprzednim poście wymagają odpowiednich napięć dodatkowych.
    Maja jednak szalona zalete, dzieki ich zastosowaniu omija sie wszystkie problemy ze sterowaniem takiego układu, zapewne wiesz , o co chodzi, bo wymienianie ich tutaj , ze względu na złożoność problemu nie ma sensu.
    jk
  • Poziom 42  
    W PDFie są opisane również rozwiązania z transformatorami - one nie wymagają ani dodatkowych napięć ani jakiś super driverów. I to po prostu działa.

    RoMan
  • Poziom 28  
    Witam
    Oczywiście ,że sa , jak napisałeś...ale czy napewno nadadz`a sie do sterowania f= 1MHz????
    i czy te teoretyczne, szchematy wyeliminują jedoczesne otwarcie obu tranzystorów, co bedzie ich ostatnim otwarciem???
    Jestem tez za najprostrzymi rozwiązaniami, bo sa najbardziej niezawodne, ale czasami trzeba sięgać po inne, bardziej skomplikowane, które wykluczaja pewne wady, lub nieporządane zjawiska...
    jk
  • Poziom 42  
    Nadadzą się, bo są stosowane.

    Eliminacją równoczesnego otwarcia zajmuje się kontroler - na przykład SG3525 lub TL494 (najpopularniejsze). Oczywiście przy tak dużych prądach przeładowujących bramki wymagają dodatkowych driverów - przed transformatorami.

    Transformatory _sa_ najprostszym rozwiązaniem i dają przy okazji izolację galwaniczną pomiędzy sterowaniem a stopniem mocy.

    Problem pozostania jednego tranzystora w stanie otwarcia nie występuje i nie ma mozliwości równoczesnego otwarcia się obu.

    RoMan
  • Poziom 13  
    popieram przedpisce - w tym przypadku najbardziej niezawodne beda chyba tylko transformatory, ale trzeba uwazac - przy przelaczaniu takich mocy transformator sterujacy moze byc wyzwaniem. MOSFET-y na takie napiecia i jakies rozsadne prady maja ladunek bramkowy najmniej jakies 80nC, co juz przy 100kHz daje prad (przeladowania) bramki 8mA, i trafo musi bez oscylacji taki prad zapewnic (ksztalt pradu z trafa moze nie byc wymarzony - w koncu jest to idukcyjnosc pracujaca na pojemnosc - takie trafo trzeba wtedy dociazac, a wiec wzrastaja skojarzone straty)
    Sa jeszcze drivery serii 211x pracujace wlasnie na zasadzie przesuwania poziomu zasilania i ladowania bramki z bootstrapowego kondensatora, ale przy takich napieciach balbym sie o ich niezawodnosc (uklad przesuwania poziomu nie jest tam dopracowany).

    afc
  • Poziom 42  
    8mA dla 80nC i 100kHz to jest średni prąd drivera. Szczytowy jest znacznie wyższy.

    Układy bootstrap mają podstawową wadę - problem startu. Podczas przełączania 3 KW na 2 tranzystorach może to być problem krytyczny - MOSFETy mogą nie przeżyć startu.

    RoMan
  • Poziom 28  
    Witam
    Trafka maja wiele, wymienionych tutaj przez Was, koledzy zalet....lecz sa elementami indukcyjnymi, które musza wspólpracować z obciąeniem typowo pojemnościowym...
    zatem opanowanie rezonasów, i innych "kłopotów", przy f= 1 MHz, może okazać sie znacznie bardziej skonlikowane, niż sie to pozornie wydaje...
    Myślę , że inżynierowie z motoroli, wiedzeli co robią opracowując takie układy scalone...
    Nie zapominajcie, że obciązeniem dla tych mosfetów, ma być ...obciązenie pojemnościowe...
    jk
  • Poziom 42  
    Trnsformatory sterujące są powszechnie stosowane do impulsowego sterowania MOSFETów. Transformator dla sygnałów impulsowych przejawia sobą charakter impedancji taki sam, jaki charakter ma obciążenie, czyli obciążony po stronie wtórnej pojemnościowo będzie wykazywał (po raz kolejny - dla sygnałów impulsowych) charakter pojemnościowy. Transformator 'widziany' od strony bramki 'pokaże' charakter źródła - zazwyczaj rezystancyjne o małej rezystancji.
    Transformatory impulsowe sterujące wykonuje się zazwyczaj na rdzeniach toroidalnych. Charakteryzują się one bardzo małą indukcyjnością rozproszenia. Tłumieniem ewentualnych 'przerostów' zajmują się rezystory bramkowe oraz diody zabezpieczające.

    Transformatory sterujące stosuje się przede wszystkim w układach, gdzie występują (stosunkowo) wysokie napięcia i prądy.

    Mam pisać dalej?

    RoMan
  • Poziom 28  
    Witam RoMan-ie
    Masz rację.... tylko z tej racji nadal nic nie wynika dla autora tematu, bo trzeba opracować układ wejściowy strujacy te trafka...
    Zaleta tego scalaka, jest możliwośc dotarcia do schematu aplikacyjnego, i pozostaje opracowywac płytke drukowaną.
    Wada tego uproszczenia, jest koniecznośc zapewnienia napięc dodatkowych, a zaletą jest gotowość urządzenia do pracy, bez prób, testów, itd.
    Jeśliby autor miał odpowiednią wiedzę, nie pisałby tego tematu.
    Serwowanie mu bardzo dobrej, ale nie "strawialnej" dla niego wiedzy nie ma sensu...bo on
    zapewne nie ma czasu, przyrzadów itd...aby samemu opracować układ sugerowany przez ciebie, chyba że dostanie gotowy, przetestowany schemat, i pozostanie tylko zaprojektowanie reszty.
    jk
  • Poziom 42  
    Nie ma istotnej różnicy pomiędzy driverami sterującymi bezpośrednio bramki a driverami sterującymi za pośrednictwem trafa 1:1. Różnice pojawiają się tylko w okolicach samego trafa - ciut inaczej zrealizowane zabezpieczenia i ewentualne odtwarzanie składowej stałej - potrzebne raczej rzadko.
    Szybkie drivery o dużej mocy mogą sterować zarówno bezpośrednio bramkami jak i poprzez trafa.

    RoMan
  • Poziom 13  
    taki pewien bym tego nie byl - przy odpowiednio duzych czestotliwosciach przelaczania (300kHz np.) trafo jest juz silnie nieidealne i tworzy z malostrantym obciazeniem pojemnosciowym (jakim jest MOSFET) dosc dobry obwod rezonansowy. W sumie nie ma wielkiego znaczenia, czy pojawiajace sie wtedy niezgaszone oscylacje w obwodzie bramkowym sa widoczne rowniez przez driver, czy nie - wazne, co widzi tranzystor. Przez takie rezonanse zaokraglaja sie zbocza impulsow a wiec zwiekszaja czasy przelaczania (nie wspominam o sytuacji, gdy oscylacje powoduja szkodliwe wylaczanie tranzystora), a jedynym lekarstwem na to jest zmiana charakteru obciazenia na rezystancyjny (dociazanie rezystorem). Ubocznym efektem tego leczenia jest jednak to, ze driver (przez transformator) musi pracowac glownie na rezystancje tlumiaca, co podnosi moc srednia, jaka musi przenosic i driver i trafo.

    A co do pradu bramki, o ktorym pisalem, oczywiscie mialem na mysli prad sredni - szczytowy zwykle ustala sie na okolo 1A - tyle wytrzymuje wiekszosc driverow i tyle wystarcza, zeby ograniczyc straty przelaczeniowe (oczywiscie jesli ten 1A pojawia sie odpowiednio szybko). Te 8mA podalem wylacznie dla zaznaczenia, ze duza rezystancja bramkowa nie oznacza wcale, ze do przelaczania nie jest potrzebna zadna moc.

    afc
  • Specjalista elektronik
    A może, skoro chodzi o przeładowywanie kondensatora, zastosować układ rezonansowy, by zmniejszyć straty mocy?
    Z tym, że na kondensatorze pewnie trzeba mieć przebieg zbliżony do prostokąta, a nie sinusoidalny;
    do nadajników stosowano coś takiego, że na lampie był z grubsza prostokąt, a na antenie sinusoida,
    uzyskiwało się to przez dodatkowe obwody rezonansowe dostrojone do harmonicznych, może tu dałoby
    się coś zrobić w drugą stronę - żeby na kondensatorze mieć napięcie z grubsza prostokątne.