MOSFET tvarkyklės pasirinkimas (skaičiavimo pagal parametrus pavyzdys)

FET vartų valdymas yra svarbus aspektas kuriant bet kurį šiuolaikinį elektroninį prietaisą. Pvz., Kai impulsų keitiklyje naudojamas tik mažesnis galios jungiklis, o sprendimas yra priimamas palankiau naudoti individualų tvarkyklę specializuotos mikroschemos pavidalu, būtina išspręsti tinkamo tvarkyklės pasirinkimo problemą, kad ji atitiktų šias sąlygas.

Pirmiausia vairuotojui reikės patikimai atidaryti ir uždaryti pasirinktą raktą. Antra, perjungiant būtina laikytis tinkamos trukmės priekinių ir galinių briaunų. Trečia, pats vairuotojas neturėtų būti perkrautas dirbdamas grandinėje.

Šiame etape patartina pradėti analizuojant lauko efekto tranzistoriaus dokumentus ir iš jų išsiaiškinti, kokios turėtų būti vairuotojo savybės. Po to belieka pasirinkti konkretų vairuotojo lustą iš siūlomų rinkoje.

Valdymo įtampos amplitudė yra 12 voltų

Lauko efekto tranzistoriaus duomenų lape yra parametras Vgs (th) - tai yra mažiausia įtampa tarp vartų ir šaltinio, kurioje tranzistorius jau pradės tyliai atsidaryti. Paprastai jo vertė yra per 4 voltus.

Be to, kai įtampa ties vartais pakyla iki maždaug 6 voltų, tikrai pasireikš toks reiškinys kaip „Millerio plokščiakalnis“, susidedantis iš to, kad tranzistoriaus atidarymo metu dėl atsiradusios įtampos įtakos kanalizacijai vartų šaltinio talpa laikinai yra tokia, tarsi padidės, ir nors sklendes ir toliau imsite iš vairuotojo, įtampa joje, palyginti su šaltiniu, kurį laiką dar nedidės.

Tačiau, įveikus Millero plokščiakalnį, vartų įtampa ir toliau linijiškai didėja, o nutekėjimo srovė pasiekia maksimalią linijinę vertę tuo momentu, kai vartų įtampa yra apie 7–8 voltus.

Kadangi bet kokio pajėgumo įkrovimo procesas vyksta eksponentiškai, tai yra, pabaigoje jis visada sulėtėja, tada greitesniam sklendės įkrovimui, kad nebūtų atidėtas tranzistoriaus atidarymo procesas, laikoma, kad vairuotojo Uupr išėjimo įtampa yra 12 voltų. Tada 7-8 voltai - tai bus tik 63% amplitudės, kuriai įtampa augs beveik tiesiškai per tą patį laiką, lygią 3 * R * Ciss, kur Ciss yra dabartinė vartų talpa, o R yra pasipriešinimas vartų šaltinio skyriuje.

Visų vartų įkrovimas Qg

Kai pasirenkama vairuotojo įtampa, atsižvelgiama į bendrą vartų įkrovą Qg. Tai yra kompromiso vieta tarp „Imax“ vairuotojo didžiosios srovės ir tranzistoriaus Tvcl atidarymo laiko. Pirmiausia jie atpažįsta visą vartų įkrovą Qg, kurią vairuotojas turės perduoti į vartus kiekvieno rakto veikimo ciklo pradžioje, o kiekvieno ciklo pabaigoje išimkite ją iš langinės.

Visą sklendės įkrovą rasime pagal grafiką iš duomenų lapo, kur priklausomai nuo įtampos, kuri iš pradžių buvo manoma, kad kanalizacija, Qg esant 12 voltų Uupr bus kitoks.

Kiek laiko sklendė turi būti visiškai įkrauta - tai iš tikrųjų priklauso arba nuo to, kiek laiko reikia, kad galinis tranzistoriaus priekis atsidarytų, arba nuo to, kokia vairuotojo versija yra. Jūsų pasirinktas vairuotojas turės turėti tinkamas parinktis Rise Time ir Fall Time.

Bet kadangi mes nusprendėme, kad tvarkyklę pasirinksime pirmiausia atsižvelgdami į sukurtos grandinės poreikius, skaičiavimą pradėsime tiksliai nuo to laiko, per kurį tranzistorius turės visiškai atsidaryti (arba uždaryti). Vartų įkrovą Qg padalijame iš rakto T įjungimo (išjungimo) laiko, reikalingo atidaryti (arba uždaryti), laiko vertės - gauname vidutinę srovę, tekančią iš vairuotojo, einančio pro vartus:

Iav = Qg / Tincl.

Didžiausias dabartinis vairuotojas „Imax“

Kadangi žaliuzių įkrovimo procesas vyksta beveik tolygiai, galime manyti, kad vairuotojo išėjimo srovė sumažės iki beveik nulio iki to laiko, kai langinė bus visiškai įkrauta (iki Uupr įtampos). Todėl darome prielaidą, kad didžiausia vairuotojo srovė Imax yra lygi dvigubai didesnei nei vidutinė srovės vertė: Imax = Iav * 2, tada tvarkyklė tikrai neišdegs dėl išėjimo srovės perkrovos. Todėl mes pasirenkame tvarkyklę pagal „Imax“ ir „Upr“.

Jei vairuotojas jau yra mūsų dispozicijoje, o „Imax“ yra didesnė už maksimalią vairuotojo srovę. Mes tiesiog padalijame valdymo įtampos Uupr amplitudę iš didžiausios srovės Imax tvarkyklės vertės.

Pagal Ohmo įstatymą, mes gauname minimalaus pasipriešinimo vertę, kurią jums reikia turėti vartų grandinėje, kad būtų galima apriboti vartų įkrovimo srovę iki maksimalios srovės, nurodytos esamo tvarkyklės duomenų lape:

Rgate = Upr / Imax vairuotojas

Duomenų lape kartais nurodoma Rg reikšmė - vartų šaltinio sekcijos pasipriešinimas. Svarbu į tai atsižvelgti, ir jei šios vertės pakanka, tada išorinis rezistorius nėra būtinas. Jei jums reikia dar labiau apriboti srovę, taip pat turėsite pridėti išorinį rezistorių. Kai pridedamas išorinis rezistorius, tai paveiks rakto atidarymo laiką.

Padidėjęs parametras R * Ciss neturėtų viršyti norimos priekinio krašto trukmės, todėl šį parametrą reikia apskaičiuoti.

Kalbant apie rakto užrakinimo procesą, čia skaičiavimai atliekami panašiai. Tačiau jei reikia, kad valdymo impulsų priekinių ir galinių briaunų trukmės skirtųsi viena nuo kitos, tada ant įkrovos ir sklendės iškrovos galima dėti atskiras RD grandines, kad būtų gautos skirtingos laiko konstantos kiekvieno darbo ciklo pradžiai ir pabaigai. Vėlgi, svarbu atsiminti, kad pasirinktas vairuotojas turės turėti tinkamus minimalius pakilimo laiko ir kritimo laiko parametrus, kurie turi būti mažesni nei reikalaujami.