Tria un controlador per MOSFET (exemple de càlcul per paràmetres)

El control FET gate és un aspecte important en el desenvolupament de qualsevol dispositiu electrònic modern. Per exemple, quan només s’utilitza un commutador de potència inferior en un convertidor d’impulsos i es pren la decisió a favor d’utilitzar un controlador individual en forma de microcircuit especialitzat, cal resoldre el problema de la selecció d’un controlador adequat perquè pugui satisfer les següents condicions.

Primer, el conductor haurà de proporcionar l’obertura i el tancament fiables de la clau seleccionada. En segon lloc, cal complir els requisits per a una durada adequada de les vores davanteras i posteriors durant el commutació. En tercer lloc, el conductor no s’ha de sobrecarregar en treballar al circuit.

En aquesta fase, convé començar analitzant les dades de la documentació del transistor amb efectes de camp i, a partir d’aquests, determinar quines són les característiques del conductor. Després d'això, queda triar un xip de controlador específic entre els que s'ofereixen al mercat.

L’amplitud de la tensió de control és de 12 volts

En el full de dades del transistor d'efecte de camp hi ha un paràmetre Vgs (th): aquest és el voltatge mínim entre la porta i la font a la qual el transistor ja començarà a obrir-se tranquil. Normalment el seu valor està dins dels 4 volts.

A més, quan la tensió a la porta puja a uns 6 volts, un fenomen com el “altiplà de Miller” es manifestarà segurament, que consisteix en el fet que durant l’obertura del transistor, a causa de l’acció induïda de la tensió incident sobre el desguàs, la capacitat de la porta-font és temporalment com si augmentarà i, tot i que l'obturador continuarà rebent càrrega del conductor, la tensió que hi ha respecte a la font no augmentarà més temps.

Tanmateix, després de superar l’altiplà de Miller, la tensió de la porta continuarà augmentant linealment i el corrent de drenatge assolirà linealment el seu màxim en el moment en què el voltatge de la porta és d’uns 7-8 volts.

Atès que el procés de càrrega de qualsevol capacitat es desplega de manera exponencial, és a dir, al final sempre es redueix, i per obtenir una càrrega d’obturador més ràpida, per tal de no retardar el procés d’obertura del transistor, la tensió de sortida del conductor Uupr és de 12 volts. Aleshores, 7-8 volts, serà només el 63% de l'amplitud, a la qual la tensió creixerà gairebé linealment durant un temps igual a 3 * R * Ciss, on Ciss és la capacitat de porta actual i R és la resistència a la secció porta-font.

Càrrega de porta completa Qg

Si se selecciona la tensió del conductor, es tindrà en compte la càrrega Qg de càrrega total. Aquest és un lloc de compromís entre la intensitat màxima del controlador Imax i l’hora d’obertura del transistor Tvcl. En primer lloc, reconeixen la càrrega Qg de càrrega completa, que el conductor haurà de transferir a la porta al començament de cada cicle operatiu clau, i al final de cada cicle, la treuen de l'obturador.

Trobarem la càrrega completa de la porta d’acord amb el gràfic del full de dades, on en funció del voltatge que s’assumeix inicialment que hi havia al desguàs, Qg a 12 volts Uupr serà diferent.

Quant de temps s'ha de carregar l'obturador completament, depèn realment de la quantitat de temps que es triga a obtenir la part frontal de l'obertura del transistor d'alimentació o del controlador disponible. El controlador que seleccioneu ha de tenir les opcions d’hora de pujada i hora de tardor adequades.

Però, ja que vam decidir que escolliríem el controlador en funció de les necessitats del circuit desenvolupat, començarem el càlcul a partir del temps que faci falta que el transistor s’obri completament (o tanqui). Dividim la càrrega de la porta Qg pel valor del temps necessari per obrir (o tancar) la tecla T encesa (desactivada); obtenim el corrent mitjà que surt del conductor que passa per la porta:

Iav = Qg / Tincl.

Màxim conductor actual Imax

Atès que, en general, el procés de càrrega de l'obturador continua gairebé uniformement, podem suposar que la corrent de sortida del conductor baixarà a gairebé zero al tancar l'obturador completament (fins a la tensió Uupr). Per tant, suposem que el corrent màxim del controlador Imax és igual al doble del valor actual actual: Imax = Iav * 2, llavors el conductor definitivament no es produirà la sortida de la sobrecàrrega del corrent de sortida. Com a resultat, seleccionem el controlador basat en Imax i Upr.

Si el conductor ja està a la nostra disposició, Imax ha resultat ser més que el corrent màxim del conductor. Simplement dividim l'amplitud de la tensió de control Uupr pel valor del controlador Imax de corrent màxim.

D’acord amb la llei d’Ohm, obtenim el valor de la resistència mínima que cal tenir al circuit de la porta per limitar el corrent de càrrega de la porta al corrent màxim declarat en el full de dades del controlador existent:

Rgate = Controlador Upr / Imax

Al full de dades, de vegades s'indica el valor Rg: la resistència de la secció de la font de la porta. És important tenir-ho en compte, i si aquest valor és suficient, llavors no és necessària una resistència externa. Si necessiteu limitar més el corrent, també haureu d’afegir una resistència externa. Si s’afegeix una resistència externa, això afectarà el temps d’obertura de la clau.

El paràmetre augmentat R * Ciss no hauria de conduir a la superació de la durada desitjada de la vora davantera, per la qual cosa cal calcular aquest paràmetre.

Pel que fa al procés de bloqueig de la clau, aquí els càlculs es realitzen de manera similar. Si, però, és necessari que la durada de les vores líquides i posteriors dels polsos de control difereixi entre si, és possible posar cadenes RD separades a la càrrega i a la descàrrega de l'obturador per obtenir diferents constants de temps per a l'inici i per a la finalització de cada cicle de treball. De nou, és important recordar que el controlador seleccionat haurà de tenir els paràmetres mínims apropiats de Rise Time i Fall Time, que han de ser inferiors als requerits.

Comments

[#1 Menchish romà]

Moltes gràcies per la clara descripció del procés.