Доброе время суток.
Возникла необходимость в разработке генератора прямоугольных импульсов высокой мощности (амплитуда 100-200 В, выходная мощность 200 Вт). Частота работы регулируемая: от 20 кГц до 100 кГц, скважность 2.
Устройство выполнил по следующей схеме:
1. Задающий генератор. Построен на операционном усилителе, напряжение питания 12 В. Работает хорошо. Претензия была к низкому уровню, который составлял порядка 1.4 В, но это было устранено с помощью двух диодов
2. Преобразователь уровней. Используется для питания мощных выходных транзисторов, включенных по полумостовой схеме. Выполнена на микросхеме IRS2184.
3. Полумостовая выходная схема. Использовались два N-канальных МОП транзистора 16N65M5.
Испытывал на низкой мощности: напряжение питания 30 В, нагрузка - 8 последовательно соединеных резистора (AH-25, 25 Вт, 1 Ом), то есть 8 Ом.

Ниже приведена моя схема:


Рекоммендуемая схема из документации:


Далее приведены осциллограммы.

Синий - затвор нижнего транзистора Q2 относительно земли, желтый - выход (X2), относительно земли:


Красный - напряжение на затворе относительно выхода (измерялся как разность напряжений на затвре верхнего транзистора Q1 относительно земли и выхода относительно земли).


Проблема в том, что верхний транзистор очень сильно греется, а нижний остается холодным. На данном напряжении и данной нагрузке тепло легко отводится радиатором, однако, ожидается подача напряжения в 300 В и выходная мощность 200 Вт. Поэтому необходимо исключить причину данного некорректного поведения. Хотелось бы услышать, что я сделал не так.

Все так и должно быть.
При 200Вт и 300В нагрев будет на порядок меньше.
A т.к. нагрузка резистивная то нижний ключ и должен быть холодным.

транзистор греется без радиатора?
а на радиаторе всё хорошо?

пардоньте, вы его гоняете на 4 амперах и у него 0,28Ом канал, при заполнении 0,5 чисто на проводимость потери будут 2Вт, и если он стоит без радиатора, это чересчур для него. А ещё переключение на 100кГц.

нижний в вашем тесте с резисторами будет холодный - через него ток не течёт.

200 Вт с Кзап=50% от 200 В — это 100 Ом, ток 2 А, средний такой же и рассеиваемая каналом 280 мОм мощность 560 мВт соответственно — рассеять такое вполне по силам одиноко торчащему транзистору, без учёта потерь на переключение.

Следовательно, для проверки от 30 В требуется создать такой же ток, т.е. сопротивление нагрузки никакие не 8 Ом, а 30 В / 2 А = 15 Ом.

Всем спасибо за ответы.
На самом деле, мощность выделяется на сопротивлении открытого канала и учитывается ток, а не напряжение. Это у меня из головы вылетело. Вопрос с нагревом теперь для меня понятен. И действительно, реактивной нагрузки нет, энергию на выходе накапливать некому, потому нижний транзистор холодный.

А в чём Вы рисовали свою схему? Выглядит красиво.

Зачем он тогда вам нужен?