Memilih pemandu untuk MOSFET (pengiraan contoh oleh parameter)

Kawalan pintu FET merupakan aspek penting dalam pembangunan mana-mana peranti elektronik moden. Sebagai contoh, apabila suis kuasa yang lebih rendah digunakan dalam penukar denyut, dan keputusan dibuat memihak menggunakan pemandu individu dalam bentuk mikrokircuit khusus, adalah perlu untuk menyelesaikan masalah pemilihan pemandu yang sesuai supaya dapat memenuhi syarat-syarat berikut.

Pertama, pemandu perlu menyediakan pembukaan dan penutupan kunci yang boleh dipercayai. Kedua, perlu mematuhi syarat-syarat untuk tempoh yang mencukupi bagi pinggir utama dan trailing semasa beralih. Ketiga, pemandu itu sendiri tidak boleh dibebankan ketika bekerja di litar.

Pada peringkat ini, adalah dinasihatkan untuk memulakan dengan menganalisis data dari dokumentasi untuk transistor kesan bidang, dan daripada ini untuk menentukan ciri ciri pemandu. Selepas itu, ia tetap memilih cip pemacu tertentu daripada yang ditawarkan di pasaran.

Amplitud voltan kawalan ialah 12 volt

Dalam datasheet pada transistor kesan medan terdapat parameter Vgs (th) - ini adalah voltan minimum antara pintu dan sumber di mana transistor akan mula membuka senyap. Biasanya nilainya adalah dalam 4 volt.

Selanjutnya, apabila voltan di pintu masuk naik kira-kira 6 volt, satu fenomena seperti "Dataran Miller" pasti akan nyata, yang terdiri daripada fakta bahawa semasa pembukaan transistor, disebabkan oleh tindakan yang disebabkan oleh voltan kejadian di longkang, kapasiti pintu masuk secara sementara seolah-olah seolah-olah akan meningkat, dan walaupun pengatup akan terus menerima caj dari pemandu, voltan di atasnya relatif terhadap sumber tidak akan meningkat lagi untuk beberapa waktu.

Walau bagaimanapun, selepas mengatasi dataran Miller, voltan pintu akan terus meningkat secara linear, dan arus longkang akan secara linear mencapai maksimum dalam masa untuk saat voltan gerbang adalah sekitar 7-8 volt.

Oleh kerana proses pengecasan apa-apa kapasiti berjalan secara eksponen, iaitu, pada akhirnya ia akan sentiasa melambatkan, kemudian untuk pengataran yang lebih cepat, supaya tidak melambatkan proses pembukaan transistor, voltan keluaran pemandu Uupr akan menjadi 12 volt. Kemudian 7-8 volt - ini akan menjadi hanya 63% daripada amplitud, yang voltan akan berkembang hampir secara linear untuk masa yang sama dengan 3 * R * Ciss, di mana Ciss adalah kapasitans pintu arus, dan R adalah rintangan di bahagian sumber pintu.

Gerbang Pintu Penuh Qg

Apabila voltan pemacu dipilih, jumlah pintu gerbang Qg diambil kira. Ini adalah tempat berkompromi antara arus puncak pemandu Imax dan masa pembukaan Tvcl transistor. Pertama, mereka mengiktiraf pintar gerbang penuh Qg, yang mana pemandu perlu memindahkan ke pintu pada permulaan setiap kitaran operasi kunci, dan pada akhir setiap kitaran, keluarkannya dari pengatup.

Kami akan menemui caj gerbang penuh mengikut graf dari lembaran data, di mana bergantung pada voltan yang pada asalnya dianggap berada di longkang, Qg pada 12 volt Uupr akan berbeza.

Untuk berapa lama pengatup mesti dicas sepenuhnya - ia benar-benar bergantung kepada berapa lama masa yang diperlukan untuk mendapatkan bahagian depan pembukaan transistor kuasa, atau di mana pemandu tersedia. Pemandu yang anda pilih perlu mempunyai pilihan Rise Time dan Fall Time yang sesuai.

Tetapi kerana kami membuat keputusan bahawa kami akan memilih pemandu berdasarkan terutamanya pada keperluan litar yang maju, kami akan memulakan pengiraan dari masa yang diperlukan untuk transistor sepenuhnya terbuka (atau tutup). Kami membahagikan caj gerbang Qg dengan nilai masa yang diperlukan untuk membuka (atau menutup) kekunci T pada (mati) - kita mendapat arus purata yang keluar dari pemandu yang melalui pintu:

Iav = Qg / Tincl.

Puncak pemandu Imax semasa

Oleh kerana, secara keseluruhan, proses pengatup pengatur berjalan hampir seragam, kita boleh mengandaikan bahawa arus keluaran pemandu akan berkurang kepada hampir sifar pada masa pengatup penuh (ke Uupr voltan). Oleh itu, kita mengandaikan Imax semasa pemacu puncak adalah sama dengan dua kali nilai semasa purata: Imax = Iav * 2, maka pemandu itu pasti tidak akan terbakar daripada beban pada arus keluaran. Akibatnya, kami memilih pemandu berdasarkan Imax dan Upr.

Sekiranya pemandu sudah berada di tempat kami, dan Imax lebih daripada arus puncak pemandu. Kami hanya membahagikan amplitud voltan kawalan Uupr dengan nilai pemandu Imax semasa maksimum.

Menurut undang-undang Ohm, kita mendapat nilai rintangan minimum yang anda perlukan untuk berada di litar gerbang untuk mengehadkan arus gerbang arus ke arus puncak yang diisytiharkan dalam lembar data untuk pemandu sedia ada:

Rgate = Pemandu Upr / Imax

Dalam datasheet, nilai Rg kadangkala ditunjukkan - rintangan bahagian sumber pintu. Adalah penting untuk mengambil kira, dan jika nilai ini cukup, maka perintang luaran tidak perlu. Sekiranya anda perlu mengehadkan semasa, anda juga perlu menambah perintang luaran. Apabila perintang luaran ditambah, ini akan menjejaskan masa pembukaan utama.

Parameter yang meningkat R * Ciss tidak boleh menyebabkan melebihi tempoh yang dikehendaki dari kelebihan utama, oleh itu, parameter ini mesti dikira.

Bagi proses mengunci kunci, di sini pengiraan dilakukan dengan sama. Sekiranya, bagaimanapun, tempoh masa yang terdahulu dan trailing denyut kawalan berbeza antara satu sama lain, maka kemungkinan rantaian RD yang berasingan pada caj dan pelepasan rana untuk mendapatkan pemalar masa yang berlainan untuk permulaan dan untuk menyelesaikan setiap kitaran kerja. Sekali lagi, adalah penting untuk diingati bahawa pemandu terpilih perlu mempunyai parameter Rise Time dan Fall Time minimum yang sesuai, yang mesti kurang daripada yang diperlukan.