Управление верхним ключом NMOS Опции

[toweroff]

Всем привет, с прошедшим и наступающим!



Есть вопрос по сабжу
Входные параметры по схеме:
Vbat=24V (при зарядке до 27.5)
Vmix=24V

Т.к. это N-MOS, пришлось городить повышающий преобразователь, от которого в звтворе относительно истока будет 12В
Также и диоды внутренние не создают в истоке потенциала (в отличие от аналогичной схемы с P-MOS), поэтому добавлен резистор R24

В симуляторе, вроде как, все четко, но, ввиду моей неопытности в этих вещах, насколько правильна такая схемотехника?

Спасибо

[Александр1]

А почему не взять Р-канальные транзисторы?
Тогда R5 просто коммутировать на минус. Стабилитрон D1 включить в обратной полярности.

[toweroff]

А почему не взять Р-канальные транзисторы?
Тогда R5 просто коммутировать на минус. Стабилитрон D1 включить в обратной полярности.

Ток порядка 40А, банальный нагрев и рассеивание этого тепла

[Александр1]

Ток можете коммутировать какой Вам нужен, а для управления затвором ток не нужен. Важно зарядить емкость затвора. Если у Вас только ключ, а не преобразователь. При сопротивлении резистора R5 10 кОм ток через него будет течь не более 2 мА. Это мощность 0,04 Вт при 32 В входного напряжения и 12 В на затворе.
Время заряда емкости затвора R5*Cзатвора.

[toweroff]

Спасибо, т.е. по самой схеме вопросов и замечаний нет?
R24 все-таки необходим? Странно, но в LTSpice у меня и с ним, и без него все нормально. Никак не пойму почему...

[Александр1]

R24 все-таки необходим? Странно, но в LTSpice у меня и с ним, и без него все нормально. Никак не пойму почему...

R24 необходим для привязки потенциала истоков к управляющему напряжению затворов. Без R24 потенциал истоков привязан через внутренний диод транзистора Q2 и источник VMIX. Поэтому схема работает в обоих случаях, по крайней мере в симуляторе.

по самой схеме вопросов и замечаний нет?

И все таки сложно. С Р-канальными ключами нужны только стабилитрон, R5 и транзистор, коммутирующий R5 на минус. Причем транзистор работает в режиме ВКЛ/ВЫКЛ. А так еще и источник +36 В.

[stells]

Спасибо, т.е. по самой схеме вопросов и замечаний нет?
R24 все-таки необходим? Странно, но в LTSpice у меня и с ним, и без него все нормально. Никак не пойму почему...

очевидно, схема в спайсе и представленная отличаются, в представленной нет пути протекания затворного тока

[ViKo]

Два транзистора направлены в разные стороны, и это, типа, нормально?
Я тоже на PMOS.

[stells]

Два транзистора направлены в разные стороны, и это, типа, нормально?

ага, типа двуполярный ключ, чтобы убрать влияние паразитных диодов при напряжении обратной полярности

[toweroff]

очевидно, схема в спайсе и представленная отличаются, в представленной нет пути протекания затворного тока

Открытие - через Q5 и R5 относительно истока, закрытие - через Q6 и R5
Или вы намекаете на вообще полный швах?

[stells]

Открытие - через Q5 и R5 относительно истока, закрытие - через Q6 и R5
Или вы намекаете на вообще полный швах?

не, шваха нет, Александр1 правильно обратил внимание, что ток потечет через паразитный диод Q2... но как-то кривовато все

[варп]

toweroff, что-то в Вашей схеме напрягает...
Вот отсюда надо начать плясать..., понятней будет...

[stells]

toweroff, что-то в Вашей схеме напрягает...

что напрягает понятно - плавающий потенциал истоков связан со схемой управления

[ViKo]

ага, типа двуполярный ключ, чтобы убрать влияние паразитных диодов при напряжении обратной полярности

А как насчет прямого напряжения? Второй транзистор или через канал проводить будет или через защитный диод.

[toweroff]

но как-то кривовато все

вот и у меня... очучение ))

[Ydaloj]

может показаться, что сейчас нет нормального выбора р-канальных транзисторов с малым сопротивлением канала.
но здесь 2 n-канальных включены последовательно. С тем же успехом можно взять 2 р-канальных, включить параллельно и существенно упростить схемотехнику и управление.

Ещё вариант - n-канальный в общем проводе. Без плясок с бубном.

[stells]

А как насчет прямого напряжения? Второй транзистор или через канал проводить будет или через защитный диод.

ну... когда есть затворное напряжение, ключ проводит в обе стороны через открытые каналы, когда нет затворного напряжения - ключ не проводит... а иначе бы проводил через паразитный диод при обратном напряжении

[toweroff]

Ещё вариант - n-канальный в общем проводе. Без плясок с бубном.

да, согласен
там, скажем так, начнется пляска с разорванной "землей", много чего еще, это маленький, но нужный кусок...

[варп]

toweroff, ну если очень хочется, то, в принципе - вполне возможно...

Схема преобразователя - отработанная - широко используется в мониторах..., а драйвер затвора сюда оптический просится...
Второй силовой транзистор сами дорисуйте ...

Сообщение отредактировал варп - Jan 5 2018, 14:13

[stells]

пришлось городить повышающий преобразователь, от которого в звтворе относительно истока будет 12В

не обратил внимания... раз был сделан повышающий преобразователь, то может переделать его на изолированный и управлять традиционно оптопарой?

[toweroff]

Индуктивность... ясно... Давайте так:

Есть несколько таких ключей. Одни работают в статике, т.е. вкл/выкл
Есть пара ключей, которые должны отсекать всплески высокого напряжения (60В, про отрицательное заказчик молчит, но... второй обратный транзистор в ключе)

Вот что в LTSpice
Готовые решения от LT ну дорого получаются, поэтому пытался на рассыпухе



и вот как-то так
транзисторы, да, не те, но для картины пойдут

[arhiv6]

А обязательно на рассыпухе делать? Вроде же есть драйверы верхнего ключа со встроенной схемой накачки заряда. Например MIC5019 (правда он низковольтный). Ещё для этого дела можно приспособить что-нибудь из схем защиты батарей или контроллеров горячего подключения. Если они осуществляют коммутацию "+", то внутри тоже есть готовый charge pump. Например MAX1614 или LM5069.
Но если нужна своя схема, у Ti есть пример схемы накачки на 555 таймере: www.ti.com/lit/an/slva444/slva444.pdf ещё можете глянуть: http://www.ti.com/lit/an/slva398a/slva398a.pdf

[toweroff]

А обязательно на рассыпухе делать? Вроде же есть драйверы верхнего ключа со встроенной схемой накачки заряда. Например MIC5019 (правда он низковольтный). Ещё для этого дела можно приспособить что-нибудь из схем защиты батарей или контроллеров горячего подключения. Если они осуществляют коммутацию "+", то внутри тоже есть готовый charge pump. Например MAX1614 или LM5069.
Но если нужна своя схема, у Ti есть пример схемы накачки на 555 таймере: www.ti.com/lit/an/slva444/slva444.pdf ещё можете глянуть: http://www.ti.com/lit/an/slva398a/slva398a.pdf

а на 555 - не рассыпуха?


тут тоже с доставабельностью проблемы могут возникнуть, в основном только из-за этого
ну и также связь есть и с предполагаемой 70мкм медью и шагом выводов

[arhiv6]

Есть несколько таких ключей. Одни работают в статике, т.е. вкл/выкл
Есть пара ключей, которые должны отсекать всплески высокого напряжения (60В, про отрицательное заказчик молчит, но... второй обратный транзистор в ключе)

Тогда вам точно подойдёт lm5069 включенная по схеме с защиты от переполюсовки и протекания обратного тока, ей же и коммутацию осуществлять можно (смотрите в даташите Figure 26. Shutdown Control).
Surge Stopping and Reverse Voltage Protection with the LM5069
EVM for LM5069 Surge Stopper and Reverse Voltage Protection

тут тоже с доставабельностью проблемы могут возникнуть

- да вроде без проблем её всегда покупал

ну и также связь есть и с предполагаемой 70мкм медью и шагом выводов

- зазор между выводами ~0.3мм, для 70мкм вроде делают.

[toweroff]

Тогда вам точно подойдёт

нет. Еще раз - цена. Там уже транзисторы съедают нехило...

Простите, готовое и труднонаходимое тоже не есть гуд
Та же интегральная (!) накачка не использует же индуктивность... у меня есть опорное напряжение

По сути вопрос простой - что не так в этой конструкции
Использование готовых решений - оно да, уже видел и сравнивал (может быть и не все)
Имеет ли место быть подобная схема с опорным источником напряжения при Vs==(отключен) и Vs==(24в)

[HardEgor]

Простите, готовое и труднонаходимое тоже не есть гуд
Та же интегральная (!) накачка не использует же индуктивность... у меня есть опорное напряжение

Я пробовал для управления транзисторами КР293ПП1, всё нормально переключает и нет проблем с развязкой или накачкой. Стоила 1 шт порядка 35-40 рублей. Если поискать, то наверное можно импортные найти дешевле.
Да, транзисторы были КП741(Интеграл)

[arhiv6]

HardEgor, в даташите не нашёл выходного тока, но если это аналог TLP590B, то это примерно 50мкА, так? Вариант интересный, но таким током транзисторы будут долго открываться, что при 40A может стать проблемой. Может быть есть что-нибудь с большим выходным током?

Вот такой вариант нарисовал. Схема питается от собственного напряжения (примерно 5...30 вольт рабочий диапазон). Причём неважно с какой стороны ключей напряжение есть. V2 - формирует сигнал включения/выключения (инвертированный). Схема LTspice:  driver.asc.zip ( 1.45 килобайт ) Кол-во скачиваний: 15

[Ydaloj]

вот ещё кстати в пользу замены 2 н-канальных последовательно на 2 п-канальных параллельно:
изначально заявлен IRFS7430, 1.11 евро в партии 1к штук. 0,55мОм на 2 - итого 1,1мОм и 2,2 евро.
берём BSC030P03, 0,7 евро в партии 1к штук. 2,3мОм на 2 - итого 1,2мОм и 1,4 евро.
цены с сайта производителя.

объясняется просто - чем ниже Rdson, тем дороже ключ

[toweroff]

Спасибо всем за ответы
В сторону просто churgpump не смотрел, а уж в сторону наших тем более почему-то...

Но по стартовой схеме - что ж её-то в симуляторе нормально колбасит?

вот ещё кстати в пользу замены
берём BSC030P03

и за это большое спасибо, не улядел

[HardEgor]

HardEgor, в даташите не нашёл выходного тока, но если это аналог TLP590B, то это примерно 50мкА, так? Вариант интересный, но таким током транзисторы будут долго открываться, что при 40A может стать проблемой. Может быть есть что-нибудь с большим выходным током?

Это не даташит, а этикетка. Ток указан прямо на странице "Ток КЗ, мкА". У КР293ПП1Б не менее 8мкА, а у TLP590B не менее 12мкА
По крайней мере, у меня на 30В и 10-15А ton и toff в 1 мс укладывались, а больше и не требуется.

[VCO]

объясняется просто - чем ниже Rdson, тем дороже ключ

Нет, не так! PMOS всё меньше и меньше отстаёт от NMOS.

[toweroff]

вот ещё кстати

нет, посмотрел. Получается не совсем так
-30В - почти предел, плохо, нужен запас по ТЗ
Но как красиво по ёмкости затвора...

upd

и к параллельности... у меня, пока один источник на зарядке, нельзя его напряжение в рабочую сеть пихать... теже бараны, в общем.
Но идея интересная с этими P-Ch, надо подумать))


И, все-таки, ребята, чем принципиально-то не нравится схема управления (из топиков)?
Подлежит обсуждению или "нунахибохрень"?))

[Орлёнок]

По сути вопрос простой - что не так в этой конструкции

Меня смущает 2000 мкФ со стороны нагрузки в вашей схеме. При коммутации на такую ёмкость, мосфет легко уйдёт за пределы SOA.
В hot swap контроллерах не зря ещё и ток контролируют.
Если нужно продолжать питать нагрузку в 20..40А при временном возрастании входного напряжения, возможно стоит уже рассматривать buck конвертор.

[Ydaloj]

нет, посмотрел. Получается не совсем так
-30В - почти предел, плохо, нужен запас по ТЗ
Но как красиво по ёмкости затвора...

ну извиняйте, я не ваш инженер по комплектации

И, все-таки, ребята, чем принципиально-то не нравится схема управления (из топиков)?
Подлежит обсуждению или "нунахибохрень"?))

если нужен ключ на постоянный ток - то зачем вам низкая ёмкость затвора и высокие скорости переключения? врезают ключ в минус, ставят п-канальный или реле.
если нужен ключ на высокую частоту коммутации - то схемы с конденсаторной вольтдобавкой значительно проще.
Городить помпы накачки и многочисленный обвес - вместо этого потратьте ваши ресурсы на что-то другое.

Меня смущает 2000 мкФ со стороны нагрузки в вашей схеме. При коммутации на такую ёмкость, мосфет легко уйдёт за пределы SOA.

выбранный ТС ключ на 400+ импульсных ампер проглотит этот ток и не заметит.

[Plain]

Странно, надеялся, что многострадальная автомобильная тема автора давно закончилась...

Конкретно при обрыве аккумулятора логика может быть только одна — отключение от бортсети, а никакой не параметрический стабилизатор 60 В 20 А:

[Myron]

Странно, надеялся, что многострадальная автомобильная тема автора давно закончилась...
Конкретно при обрыве аккумулятора логика может быть только одна — отключение от бортсети, а никакой не параметрический стабилизатор 60 В 20 А:

'Plain' - здорово! Несолько идей в одном "простом" устройстве.