Драйвер P-канального MOSFET Опции

[AndreyVN]

Всем привет!

Хочу обсудить схему драйвера P-канального MOSFET.

Схема работает, но имеет недостаток, иногда какой-то полевик остается открытым и подскакивает потребляемый ток. Я связываю это с тем, что U2 ловит помеху по цепи питания и отпирается, но подтвердить эту догадку пока не могу.

Токи перезаряда емкости затовора верхнего полевика показаны стрелками, мне не понравилось, что после того, как входная емкость затвора U3 перезаряжена, потенциал эмиттера U2 повисает в воздухе и зависит от токов утечек в цепи затвора U3. Чтобы исключить это я добавил резисторы R3, R4, однако лучше не стало.

Какие будут мнения?

[Methane]

Всем привет!

Хочу обсудить схему драйвера P-канального MOSFET.


Какие будут мнения?

Можете нарисовать схему вместе с MOSFETом? Что-то вы тут перемудрили.

Причина редактирования: Избыточное цитирование

[AndreyVN]

Можете нарисовать схему вместе с MOSFETом? Что-то вы тут перемудрили.

Как-то Вы странно шутите, U3, U4 есть MOSFET .

[_Vova]

Какие будут мнения?

у U3 исток и сток не перепутаны местами?

[AndreyVN]

у U3 исток и сток не перепутаны местами?

Блин, перепутан, но только на бумаге, увлекся рисованием в AutoCAD'е, в жизни подключено правильно. Сейчас попробую картинку в исходном сообщении подправить.

[_Vova]

потенциал эмиттера U2 повисает в воздухе и зависит от токов утечек в цепи затвора U3.

U2 открыт через 3кОм, Б и Э соединены встречным диодом, Э "висеть" не будет, ищите в другом месте, например, кто из U3 и U4 когда открыт, всмыле проверьте на ТТЛ входе, и U4 лучше взять с упр. логическим уровнем и верхнии тоже если питание низковольтное

Сообщение отредактировал _Vova - Apr 16 2013, 11:13

[AnatolyT]

Если возможно управлять одним сигналом сделал бы вот так

Эскизы прикрепленных изображений

 

[AndreyVN]

U2 открыт через 3кОм, Б и Э соединены встречным диодом, Э "висеть" не будет, ищите в другом месте, например, кто из U3 и U4 когда открыт, всмыле проверьте на ТТЛ входе, и U4 лучше взять с упр. логическим уровнем и верхнии тоже если питание низковольтное

Если возможно управлять одним сигналом сделал бы вот так

Не, у меня МК будет ШИМом управлять, сейчас имульсы длительностью 5 mS, а пауза между ними 20mS (запас для ШИМ) это прекрасно видно на осциллографе, то есть сквозной ток от неправильного управления сигналом TTL практически исключен.

[Aner]

Если возможно управлять одним сигналом сделал бы вот так

на входе резистор база-эмитер, чтобы при включении было понятно, к чему притянута база. VT2, VT3 лучше как эмитерные повторители использовать,
а не добавлять усиление как у вас.

[AnatolyT]

на входе резистор база-эмитер, чтобы при включении было понятно, к чему притянута база. VT2, VT3 лучше как эмитерные повторители использовать,
а не добавлять усиление как у вас.

согласен, рисовал поторопился, биполярные транзисторы используются как повторители, такой драйвер использовался в преобразователе с ШИМ вторичного питания с управлением от микроконтроллера только с одним полевым ключем, базу VT1 можно подтянуть к земле для гарантии.

[AndreyVN]

согласен, рисовал поторопился, биполярные транзисторы используются как повторители, такой драйвер использовался в преобразователе с ШИМ вторичного питания с управлением от микроконтроллера только с одним полевым ключем, базу VT1 можно подтянуть к земле для гарантии.

Есть и более серьезные недостатки.
1) Сквозной ток VT2-VT3 в момент переключения по принципу "как повезет"
2) Чтобы обеспечить хорошую скорость переключения нужен большой ток в цепи коллектора V2, соответственно возрастает необходимый ток в цепи базы V2, значит резистор R2 достаточно низкоомный. При открывании V1 получаем лишние тепловые потери в цепи V1-R2. Именно с этим я боролся, включая верхний каскад U2 с диодом (это я уже о своей схеме). К стати, какой у Вас номинал R2?

[AnatolyT]

Вот пожалуйста схема, базу транзистора (здесь VT2) подтягивать к земле не следует, т.к. при отсутствии сигнала управления откроется ключ.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[stells]

при отсутствии сигнала управления откроется ключ.

а дальше?

[AndreyVN]

Вот пожалуйста схема, базу транзистора (здесь VT2) подтягивать к земле не следует, т.к. при отсутствии сигнала управления откроется ключ.

N-канальный MOSFET прекрасно управляется TTL сигналом, проблема всегда с "верхним", P-канальным ключом.
Помимо этого, с одним ключом в цепи нагрузки нет опасности сквозных токов как в мостовых схемах.
В общем, Ваша последняя схема к теме топика вообще никак не относится.

[AnatolyT]

Обеспечить быстрое включение выключение полевого ключа можно заряжая разряжая повторителем емкость затвора, составляющую порядка 1500-2000 пФ. Тогда в моствой схеме применить повторитель отдельно для каждого P и N ключа, управляя двумя сигналами с защитным временным интервалом между включениями. Идея простая заряжать и разряжать затвор ключа двутактным повторителем.

[Aner]

Для быстрого включения/выключения полевого ключа, повторитель толжен иметь достаточный ток, то есть низкоомный канал, так как емкость затвора, 1500-2000 пФ качнуть слаботочным быстро не получиться. Не каждый драйвер с TTL сигналом может это обеспечить.

[AndreyVN]

U2 открыт через 3кОм, Б и Э соединены встречным диодом, Э "висеть" не будет, ищите в другом месте, например, кто из U3 и U4 когда открыт, всмыле проверьте на ТТЛ входе, и U4 лучше взять с упр. логическим уровнем и верхнии тоже если питание низковольтное

Вы оказались абсолютно правы, исходная схема прекрасно работает без резисторов R3,R4. В чем была проблема, так и не понял, просто начал менять все подряд, то-ли полупроводник с дефектом, то-ли непропай.
Ниже осцилограммы на затворе P-канального полевика без резисторов и с резисторами (работает полный H-мост с резистивной нагрузкой), второй луч - уровень напряжения питания. Видно, как при открывании противоположного плеча моста, напряжение на Drain складывается с напряжением на емкости Gait-Drain и превышает напряжение питания.

Для быстрого включения/выключения полевого ключа, повторитель толжен иметь достаточный ток, то есть низкоомный канал, так как емкость затвора, 1500-2000 пФ качнуть слаботочным быстро не получиться. Не каждый драйвер с TTL сигналом может это обеспечить.

Верно, только сделать усилитель тока на низковольтной стороне, работающий относительно общего провода - никаких проблем не составляет.
Проблема на стороне P-канального MOSFET, например, питание моста 100В, любая схема драйвера верхнего полевика оказывается под 100 вольтовым питанием и начинает жрать приличную мощность.

[Aner]

Опто-развязка для этого очень желательна.

[Plain]

Проблема на стороне P-канального MOSFET, например, питание моста 100В

Вообще-то, в мире проблем с этой задачей нет, в подавляющем большинстве наверху NMOS и бутстрепный драйвер.

[AndreyVN]

Вообще-то, в мире проблем с этой задачей нет, в подавляющем большинстве наверху NMOS и бутстрепный драйвер.

Да, но он денег стоит, для ряда задач можно обойтись собственным решением.
В общем-то, по существу исходной схемы возражений не прозвучало, принимаю это как молчаливое одобрение сообщества. :-)

[_Vova]

питание моста 100В

100В? при открывании U1 напряжение З-И U3 практически равно питанию, если оно больше Uзимакс, то затвор UЗ будет пробит, необходимо доработать схему

Вообще-то, в мире проблем с этой задачей нет, в подавляющем большинстве наверху NMOS и бутстрепный драйвер.

иногда нужно держать верхний ключ открытым длительное время

[HardEgor]

100В? при открывании U1 напряжение З-И U3 практически равно питанию, если оно больше Uзимакс, то затвор UЗ будет пробит, необходимо доработать схему

Он писал что в нарисованной схеме сток и исток перепутаны.

Сообщение отредактировал HardEgor - Apr 18 2013, 05:22

[AndreyVN]

100В? при открывании U1 напряжение З-И U3 практически равно питанию, если оно больше Uзимакс, то затвор UЗ будет пробит, необходимо доработать схему

Да, точно, что-то я об этом не подумал, пока играюсь с низковольтным питанием. Транзисторы для высоковольтного случая, естественно, тоже другие будут.

Он писал что в нарисованной схеме сток и исток перепутаны.

Это давно исправлено.

[_Vova]

сколько это еще мощности будет рассеивать...
П.С. драйвер верхнего обоих ключей или
оптроны + МАХ253 и т.д., все ключи н-канал - будет более громоздко и дорого, но в силовую часть ТТЛ заводить не стоит

[AnatolyT]

Попробуйте использовать каскод в цепи управления верхним ключем.

[Plain]

Вообще-то, в мире проблем с этой задачей нет, в подавляющем большинстве наверху NMOS и бутстрепный драйвер.

иногда нужно держать верхний ключ открытым длительное время

Тоже нет проблем, решается добавлением наверх аналогичного нижнему опорного бутстрепного питания и диода, которые в этот интервал питают верхний драйвер посредством инвертирующей помпы на ОУ, компараторе, логическом элементе и т.п.

Транзисторы для высоковольтного случая, естественно, тоже другие будут.

Это какие? С напряжением пробоя затвора 600 В? Ещё и за сущие копейки... Какие-то незаслуженно забытые чуда советской инженерной мысли, что ли?

[AndreyVN]

Это какие? С напряжением пробоя затвора 600 В? Ещё и за сущие копейки... Какие-то незаслуженно забытые чуда советской инженерной мысли, что ли?

Нет, самые обычные, что-то вроде STN3PF06, STN3NF06, MMBTA05, 2N7002, напряжение питания - пока не определился, но не более 40В, в цепи стока 2N7002 стабилитрон, обеспечивающий сдвиг уровня. Можно транзисторы с защитой затвор-исток поискать.

[Леонид Иванович]

Для коллекции:

Эскизы прикрепленных изображений