MOSFET-ohjaimen valitseminen (esimerkki laskelmasta parametrien mukaan)

FET-portin ohjaus on tärkeä näkökohta kehitettäessä kaikkia nykyaikaisia ​​elektronisia laitteita. Esimerkiksi, kun pulssimuuntimessa käytetään vain alempaa virtakytkintä, ja tehdään päätös yksittäisen ohjaimen käytön suosimisesta erikoistuneen mikropiirin muodossa, on ratkaistava sopivan ohjaimen valintaongelma, jotta se voi täyttää seuraavat ehdot.

Ensinnäkin kuljettajan on tarjottava valittu avain luotettavasti avaamiseen ja sulkemiseen. Toiseksi on välttämätöntä noudattaa vaatimuksia, jotta etu- ja takareunat riittävät riittävän kauan vaihtamisen aikana. Kolmanneksi, itse ohjainta ei pitäisi ylikuormittaa työskennellessään piirissä.

Tässä vaiheessa on suositeltavaa aloittaa analysoimalla kenttäefektitransistorin dokumentaatiosta peräisin olevia tietoja ja niistä määrittämään, mitkä ajurin ominaisuudet tulisi olla. Sen jälkeen on vielä valittava tietty ajuri-siru markkinoilla tarjottavista.

Ohjausjännitteen amplitudi on 12 volttia

Kenttäefektitransistorin ohjelehdessä on parametri Vgs (th) - tämä on portin ja lähteen välinen minimijännite, jossa transistori alkaa jo avautua hitaasti. Yleensä sen arvo on 4 voltin sisällä.

Edelleen, kun portin jännite nousee noin 6 voltiin, ilmenee varmasti ”Miller-tasangon” kaltainen ilmiö, joka koostuu siitä, että transistorin avaamisen aikana tulevan jännitteen aiheuttamaan viemäriin hilan lähteen kapasitanssi on väliaikaisesti ikään kuin kasvaa, ja vaikka ikkunaluukku jatkaa lataamista kuljettajalta, siinä oleva jännite lähteeseen nähden ei kasva vielä jonkin aikaa.

Saatuaan kuitenkin ylittää Millerin tasangon, hilajännite kasvaa edelleen lineaarisesti, ja tyhjennysvirta saavuttaa lineaarisesti maksimiansa ajassa sillä hetkellä, kun hilan jännite on noin 7-8 volttia.

Koska minkä tahansa kapasiteetin latausprosessi etenee eksponentiaalisesti, toisin sanoen lopussa, se hidastuu aina, niin sulkimen nopeamman latauksen aikaansaamiseksi, jotta transistorin avausprosessia ei viivästettäisi, ohjaimen Uupr: n lähtöjänniteksi oletetaan 12 volttia. Sitten 7-8 volttia - tämä on vain 63% amplitudista, johon jännite kasvaa melkein lineaarisesti ajaksi, joka on yhtä suuri kuin 3 * R * Ciss, missä Ciss on portin nykyinen kapasitanssi ja R on portin-lähteen osuuden vastus.

Koko portin veloitus Qg

Kun ohjaimen jännite on valittu, portin kokonaislataus Qg otetaan huomioon. Tämä on kompromissipaikka Imax-ohjaimen huippuvirran ja transistorin Tvcl avausajan välillä. Ensinnäkin he tunnistavat täyden porttilatauksen Qg, jonka kuljettajan on siirrettävä portille kunkin avaimen käyttöjakson alussa, ja jokaisen jakson lopussa, poista se ikkunaluukusta.

Löydämme täyden sulkimen varauksen teknisen taulukon kaavion mukaan, missä riippuen jännitteestä, jonka alun perin oletettiin olevan viemärissä, Qg 12 voltin Uupr: lla on erilainen.

Kuinka kauan ikkunaluukun tulisi olla täyteen ladattu - tämä riippuu joko siitä, kuinka kauan kestää voimatransistorin etuosan avaaminen tai mistä ajurista on käytettävissä. Valitsemallasi ohjaimella on oltava asianmukaiset nousuaika ja putoaika -asetukset.

Mutta koska päätimme, että valitsemme ohjaimen ensisijaisesti kehitetyn piirin tarpeiden perusteella, aloitamme laskutoimituksen juuri siitä hetkestä lähtien, kun transistorin on avauduttava kokonaan (tai suljettava). Jaamme portin varauksen Qg avaimen T avaamiseen (sammuttamiseen) tarvittavan ajan arvolla - saamme portin läpi kulkevalta kuljettajalta tulevan keskimääräisen virran:

Iav = Qg / Tincl.

Huipun nykyinen kuljettaja Imax

Koska kokonaisuutena ikkunaluukun latausprosessi etenee melkein tasaisesti, voidaan olettaa, että ohjaimen lähtövirta laskee melkein nollaan mennessä, kun kaihdin on täyteen ladattu (jännitteelle Uupr). Siksi oletamme, että ohjaimen huipputeho Imax on yhtä suuri kuin kaksinkertainen keskimääräinen virta-arvo: Imax = Iav * 2, niin ajuri ei varmasti poltu ulos lähtövirran ylikuormituksesta. Seurauksena on, että valitsemme ohjaimen Imax: n ja Upr: n perusteella.

Jos kuljettaja on jo käytettävissämme, ja Imax on enemmän kuin kuljettajan huippuvirta. Jaamme yksinkertaisesti ohjausjännitteen Uupr amplitudin maksimivirran Imax ohjaimen arvolla.

Ohmin lain mukaan saamme vähimmäisvastuksen arvon, joka sinulla on oltava porttipiirissä, jotta portin varausvirta voidaan rajoittaa huippunopeuteen, joka on annettu lomakkeessa nykyiselle ohjaimelle:

Rgate = Upr / Imax-ohjain

Teknisessä taulukossa arvo Rg on joskus merkitty - hila-lähde-osan vastus. On tärkeää ottaa se huomioon, ja jos tämä arvo riittää, ulkoista vastusta ei tarvita. Jos joudut rajoittamaan virtaa edelleen, joudut lisäämään myös ulkoisen vastuksen. Kun ulkoinen vastus lisätään, tämä vaikuttaa avaimen avausaikaan.

Lisääntynyt parametri R * Ciss ei saisi johtaa etureunan halutun keston ylittymiseen, joten tämä parametri on laskettava.

Avaimen lukitusprosessin osalta tässä laskelmat suoritetaan samalla tavalla. Jos kuitenkin on välttämätöntä, että ohjauspulssien etureunojen ja takareunojen kestot eroavat toisistaan, niin on mahdollista laittaa erilliset RD-ketjut varaukseen ja ikkunaluukun purkuun, jotta saadaan erilaisia ​​aikavakioita kunkin työjakson alkamiselle ja loppuunsaattamiselle. Jälleen on tärkeää muistaa, että valitulla kuljettajalla on oltava asianmukaiset vähimmäisnousuajan ja putoajan parametrit, joiden on oltava vähemmän kuin vaaditut.