Выбор схемы для управление MOSFET транзисторами

[Alex9797]

Ну а емкости на затворах то зачем?

У меня немного другая трактовка. Резистор в затворе и емкость затвора образуют RC цепочку, параметры которой влияют на длительность фронтов импульсов. В идеале их длительность не должна быть ни большой, ни маленькой - она должна быть оптимальной для данной схемы.
Простейший вариант обеспечения этой длительности (правильнее все же говорить не о длительности, а о скорости dU/dt) - это подбор номинала затворного резистора, с учетом емкости затвора. Но такой расчет подходит разве что для однотактного преобразователя. А для мостового или полумостового - не очень. Потому что параметры транзисторов в таких схемах должны быть идентичными. В том числе желательна идентичность dU/dt.
Но емкость затвора у разных экземпляров транзисторов отличается, особенно если они из разных партий, или разных изготовителей. (Впервые я столкнулся с этой проблемой еще в 90-е, когда IRF840 из одной партии были с емкостью затвора 1,1нФ, а с другой партии - 2,2нФ. Разница - в 2 раза!). И получается, что при замене транзистора мост или полумост будет работать совсем не так, как задумано.

Кроме того, емкость затвора - величина динамическая. Она зависит и от напряжения на затворе, и от режима работы транзистора, и от текущего положения рабочей точки транзистора. Чтобы уменьшить зависимость емкости в затворе от параметров транзистора, ставят дополнительную внешнюю емкость. Работа такого каскада становится более предсказуемой.

Кроме того, внешняя емкость, включенная параллельно затвору, полезна еще тем, что уменьшает влияние эффекта Миллера, образуя емкостный делитель с емкостью сток-затвор.

[zoog]

В идеале их длительность не должна быть ни большой, ни маленькой - она должна быть оптимальной для данной схемы.

Она должна быть как раз чем меньше, тем лучше, вплоть до какого-то скоростного предела, когда ускорение вызывает глюки более высокого порядка.

Но емкость затвора у разных экземпляров транзисторов отличается, особенно если они из разных партий, или разных изготовителей.

Да бросьте! никто в пром-области никогда не будет ни за что рассчитывать на такую болтанку, скорее наоборот - заточат так, чтоб только свои компоненты можно было юзать (а-ля Эппл).
А тем более городить зверскую уравниловку (в 10 раз зарежем - и будет разброс 10%, ага).

емкость затвора - величина динамическая. Она зависит и от напряжения на затворе, и от режима работы транзистора, и от текущего положения рабочей точки транзистора.

Потому-то в силовых расчётах её и не используют, а используют Qg.

[Alex9797]

когда ускорение вызывает глюки более высокого порядка.

Хотел было ответить, и на это, и на остальное... а потом передумал. Набивайте шишки сами, это доходчивее, чем учиться на чужих ошибках и на чужом опыте.

[zoog]

а потом передумал

Мудрое решение

[vavan1983]

Стоп. Ведь емкость затвора нельзя представить как обычный керамический конденсатор? Есть такое "звенят MOSFET ключи в схеме при работе" из за этого лишние пульсации возникают. Может для этого и стоят они в той схеме. Одевают же ферритовые колечки на ножку затвора.

[vavan1983]

А от темы выбора схемы отошли.

[bitter]

У меня немного другая трактовка. Резистор в затворе и емкость затвора образуют RC цепочку, параметры которой влияют на длительность фронтов импульсов. В идеале их длительность не должна быть ни большой, ни маленькой - она должна быть оптимальной для данной схемы.
Простейший вариант обеспечения этой длительности (правильнее все же говорить не о длительности, а о скорости dU/dt) - это подбор номинала затворного резистора, с учетом емкости затвора. ...

Она должна быть как раз чем меньше, тем лучше, вплоть до какого-то скоростного предела, когда ускорение вызывает глюки более высокого порядка.

ИМХО. При открытии полевого транзистора, емкость затвора, в момент его заряда, кратковременно фактически представляет собой КЗ для транзисторов выходного ключа драйвера, и ток ключа может превысить его рабочий ток в разы, что приведет к разрушению драйвера. Поэтому ставится ограничительный резистор в цепь заряда затвора, сопротивление которого рассчитывается как напряжение питания выходного ключа драйвера, поделенное на максимальный выходной ток выходного ключа драйвера. Например, для UC3825, выходной ток драйверов которой 1,5А, при напряжении питания 15В, сопротивление резистора должно быть 15В/1,5А=10Ом, а при напряжении питания 12В, должно быть 12В/1,5А=8Ом.

[Alex9797]

фактически представляет собой КЗ для транзисторов выходного ключа драйвера, и ток ключа может превысить его рабочий ток в разы, что приведет к разрушению драйвера

Да, в некоторых рекомендациях по выбору резистора применяется именно такое толкование. В принципе, это те же яйца, только в профиль. Но есть нюансы.
Во-первых, не один этот резистор стоит на пути "роста тока в разы". Выходное сопротивление драйвера далеко не нулевое, и кратковременно он легко может переносить короткие замыкания. При этом его выход ведет себя даже не как резистор, а как источник тока. И значение тока ограничивается на вполне терпимом уровне.
Второй фактор, который надо учитывать - это внутреннее сопротивление цепи затвора. Оно далеко не нулевое, и может составлять единицы ом.
То есть, даже при сопротивлении внешнего затворного резистора равном нулю, ток заряда емкости затвора не достигнет огромных величин, а будет ограничен выходным сопротивлением драйвера, и внутренним сопротивлением затвора.
И если ограничение максимального тока заряда емкости - это главное и единственное, то результат вычисления сопротивления по формуле - это сумма трех перечисленных выше сопротивлений.

И вернемся теперь еще раз к защите драйвера от КЗ. Да, затворный резистор ограничивает ток заряда емкости затвора. Но не только (не столько) ради спасения драйвера.

Например, для UC3825, выходной ток драйверов которой 1,5А, при напряжении питания 15В, сопротивление резистора должно быть 15В/1,5А=10Ом, а при напряжении питания 12В, должно быть 12В/1,5А=8Ом.

Давайте выберем драйвер с более высокой нагрузочной способностью. Например, ТС4429, с выходным током 9 ампер.

И что, теперь мы можем уменьшить резистор в шесть раз? Иногда - да, можем. Но чаще - нет. Потому что при этом резко вырастет скорость переключения транзистора, и резко вырастет уровень излучаемых помех, резко вырастут динамические потери при запирании диодов, за счет сквозных токов, и возникнет еще несколько неприятных явлений.

Поэтому не для защиты драйвера выбирается этот резистор, а наоборот.
Сначала сопротивление этого резистора выбирается из соображений оптимальности скорости переключения транзистора, с учетом его входной емкости. А уже после этого подбирается драйвер, способный развивать на выходе ток, соответствующий рассчитанному (суммарному) сопротивлению затворного резистора.

[zoog]

Есть такое "звенят MOSFET ключи в схеме при работе" из за этого лишние пульсации возникают.

Звон можно уменьшить ухудшением скорости переключения, когда конструкционными способами это решить не получается. В отличие от индуктивности в затворе, ёмкость ещё и пики подавляет, проходящие через ёмкость затвор-сток. Но всё равно решение злобное.

Оно далеко не нулевое, и может составлять единицы ом

Я слышал, не стоит доводить до таких токов, когда начинает сказываться сопротивление затвора - пожет и сгореть.

Потому что при этом резко вырастет скорость переключения транзистора, и резко вырастет уровень излучаемых помех, резко вырастут динамические потери при запирании диодов, за счет сквозных токов, и возникнет еще несколько неприятных явлений.

То, что я назвал глюками) Но скорость закрывания диодов (встроенных, как я понимаю?) разве зависит от скорости переключения транзисторов?

[johanh]

Вообще-то это сварочник ...
Помехозащищенность на первом месте.
20кГц наверное выбрана неслучайно.
...