Att välja en drivrutin för MOSFET (exempelberäkning med parametrar)

FET-grindstyrning är en viktig aspekt i utvecklingen av alla moderna elektroniska apparater. Till exempel, när endast den nedre strömbrytaren används i en pulsomvandlare, och beslutet fattas för att använda en enskild drivrutin i form av en specialiserad mikrokrets, är det nödvändigt att lösa problemet med att välja en lämplig drivrutin så att den kan uppfylla följande villkor.

Först måste föraren tillhandahålla tillförlitlig öppning och stängning av den valda tangenten. För det andra är det nödvändigt att uppfylla kraven för en adekvat varaktighet av de främre och bakre kanterna under omkoppling. För det tredje bör föraren inte överbelastas när han arbetar i kretsen.

I det här skedet är det tillrådligt att börja med att analysera data från dokumentationen för fälteffekttransistorn, och från dessa för att bestämma vilka egenskaper för föraren ska vara. Därefter återstår det att välja ett specifikt drivrutin från de som erbjuds på marknaden.

Styrspänningens amplitud är 12 volt

I databladet för fälteffekttransistorn finns en parameter Vgs (th) - detta är minimispänningen mellan grinden och källan vid vilken transistorn redan börjar öppna tyst. Vanligtvis är dess värde inom 4 volt.

Vidare kommer spänningen vid grinden att stiga till cirka 6 volt, ett fenomen som "Miller-platån" kommer säkert att manifestera sig, vilket består i det faktum att under transistorns öppning, på grund av den inducerade effekten av infallspänningen på avloppet, är grindkällans kapacitet tillfälligt som om kommer att öka, och även om slutaren kommer att fortsätta att ta emot en laddning från föraren, kommer spänningen på den relativt källan inte att öka ytterligare under en tid.

Emellertid, efter att ha övervunnit Miller-platån, kommer grindspänningen att fortsätta öka linjärt, och dräneringsströmmen kommer linjärt att nå sitt maximum i tid för ögonblicket då grindspänningen är ungefär 7-8 volt.

Eftersom processen för laddning av någon kapacitet fortskrider exponentiellt, det vill säga, i slutet saktar den alltid ner, då för en snabbare slutarladdning, för att inte försena processen att öppna transistorn, anses utgångsspänningen för drivrutinen Uupr vara 12 volt. Därefter 7-8 volt - detta kommer att vara bara 63% av amplituden, till vilken spänningen kommer att växa nästan linjärt under en tid som är lika med 3 * R * Ciss, där Ciss är den aktuella grindkapacitansen, och R är motståndet i grindkällsektionen.

Full gate charge Qg

När förarspänningen är vald, tas den totala grindladdningen Qg med i beräkningen. Detta är en plats för kompromiss mellan toppströmmen för Imax-drivrutinen och öppningstiden för transistorn Tvcl. Först känner de igen den fulla grindladdningen Qg, som föraren måste överföra till grinden i början av varje nyckeldriftcykel, och i slutet av varje cykel, ta bort den från slutaren.

Vi hittar hela grindladdningen enligt diagrammet från databladet, där beroende på den spänning som ursprungligen antogs vara på avloppet, Qg vid 12 volt Uupr kommer att vara annorlunda.

Hur länge slutaren ska vara fulladdad - det beror verkligen antingen på hur lång tid det tar att få fram framsidan av krafttransistorns öppning, eller på vilken drivrutin som finns tillgänglig. Den drivrutin du väljer måste ha lämpliga alternativ för stigningstid och falltid.

Men eftersom vi bestämde oss för att vi skulle välja drivrutin baserat på behoven hos den utvecklade kretsen, kommer vi att börja beräkningen från den tid det tar för transistorn att helt öppna (eller stänga). Vi delar grindladdningen Qg med värdet på önskad tid för att öppna (eller stänga) tangenten T på (av) - vi får den genomsnittliga strömmen som kommer ut från föraren som passerar genom grinden:

Iav = Qg / Tincl.

Topp nuvarande drivrutin Imax

Eftersom slutarladdningsprocessen som helhet fortsätter nästan enhetligt kan vi anta att förarens utgångsström kommer att sjunka till nästan noll när slutaren är fulladdad (till spänningen Uupr). Därför antar vi att toppförarens nuvarande Imax är lika med dubbelt det genomsnittliga strömvärdet: Imax = Iav * 2, då kommer föraren definitivt inte att bränna ut från överbelastning på utgångsströmmen. Som ett resultat väljer vi drivrutinen baserat på Imax och Upr.

Om föraren redan står till vårt förfogande och Imax visade sig vara mer än förarens toppström. Vi delar helt enkelt amplituden på styrspänningen Uupr med värdet på den maximala strömmen Imax-drivrutinen.

Enligt Ohms lag får vi värdet på det minsta motstånd som du behöver ha i grindkretsen för att begränsa grindladdningsströmmen till den toppström som anges i databladet för den befintliga drivrutinen:

Rgate = Upr / Imax-drivrutin

I databladet indikeras ibland värdet Rg - motståndet för grindkällsektionen. Det är viktigt att ta hänsyn till det, och om detta värde räcker, är det inte nödvändigt med ett externt motstånd. Om du behöver begränsa strömmen ytterligare måste du också lägga till ett externt motstånd. När ett externt motstånd läggs till kommer det att påverka tangentens öppettid.

Den ökade parametern R * Ciss bör inte leda till att överskrida den önskade varaktigheten för framkanten, så denna parameter måste beräknas.

När det gäller processen att låsa nyckeln utförs här beräkningarna på liknande sätt. Om det emellertid är nödvändigt att varaktigheterna på styrpulernas fram- och bakkanter skiljer sig från varandra, är det möjligt att sätta separata RD-kedjor på laddningen och på slutarutmatningen för att erhålla olika tidskonstanter för början och för slutförandet av varje arbetscykel. Återigen är det viktigt att komma ihåg att den valda drivrutinen måste ha lämpliga minsta parametrar för stigningstid och falltid, som måste vara mindre än de som krävs.