Сообщение от sachko
|
Здравствуйте.
Имеются три способа подключения МОСФЕТа к микросхеме.
Не могу нигде найти, по какому принципу подключается МОСФЕТ, что от чего и почему. В ПАУТИНЕ ничего не нашёл.
|
Сам задался этим вопросом, но только в ответ "иди учись", как-будто мы чем-то другим занимаемся, или типа ответов "иди ищи в "паутине", там полно", а в итоге только одна вода.
Давайте попробуем сами разобраться в этом, как подобрать ФЕТ, достаточный по мощности драйвер к ФЕТу и выбрать сопротивление затворной цепи.
Только надо сперва задаться целью, а точнее типом нагрузки и уровнем её питания. И нас пока интересует только связка "драйвер+ФЕТ". "драйвер+биполярник" пока рассматривать не будем.
Ещё надо учитывать паразитные индуктивности, но с этим потом.
Начнём с ФЕТа.
ФЕТ - чисто ёмкостная нагрузка для драйвера и обладает следующими ёмкостями:
Cgs - ёмкость затвора-исток;
Cgd - ёмкость затвор-сток;
Cds - ёмкость сток-исток.
В даташите на ФЕТ даётся несколько ёмкостей:
Ciss=Cgs+Cgd - входная ёмкость ФЕТа, при закороченном канале сток-исток;
Crss=Cgd - ёмкость обратной связи, устраивающее плато Миллера;
Coss=Cds+Cgd - выходная ёмкость ФЕТа.
Все три ёмкости максимальны, если измеряются без начального смещения, то есть когда начальное постоянное напряжение отсутствует.
То есть, если взять две максимальные ёмкости Cgs и Cgd и представить как Ciss, то будет это неправильно. Cgd будет максимальна только тогда, когда напряжение затвор-исток (Vgs) будет равно напряжению сток-исток (Vds), то есть когда Vgs=Vds будут примерно на уровне от 2 до 20В, в зависимости от тока канала Id. Так как разброс по параметрам присутствует, то можно считать так две крайних входных ёмкости:
Ciss1=Cgs min + Cgd max - когда ФЕТ открыт, при Vgs›0 и Vds=0;
Ciss0=Cgs max + Cgd min - когда ФЕТ закрыт, при Vgs=0 и Vds›0;
и не всегда Ciss0›Ciss1, ибо зависит от модели ФЕТа.
В даташите к ФЕТу присутствуют динамические характеристики, измеренные производителем при конкретных:
Rg - внутреннее сопротивление генератора(оно же последовательное сопротивление цепи между генератором и затвором ФЕТа при условии, что внутренне сопротивление генератора равно "0");
Vgs - уровень напряжения генератора (как правило во всех даташитах выбирается производителем равное 10В);
Vds - напряжение питания нагрузки (выбирается определённым производителем в зависимости от модели ФЕТа);
Id - ток в нагрузке (выбирается определённым производителем в зависимости от модели ФЕТа);
частота, как правило равная 1МГц,
и на их основе измеряются:
td(on) - время измеренное от момента, когда Vgs возрастёт до уровня 10%, и до момента, когда Vds снизится до уровня 90%;
tr - время отпирания канала ФЕТа от Vds=90% и до Vds=10%, то есть это время работы ФЕТа в линейном режиме при отпирании канала;
ton=td(on)+tr - время от Vds=10% и до Vds=10%, то есть фактически суммарное время от начала действия фронта отпирания на затворе ФЕТа и до полного открытия канал;
td(off) - время измеренное от момента, когда Vgs снизится до уровня 90% и до момента, когда Vds достигнет уровня 10%;
tf - время запирания канала ФЕТа от Vds=10%% до Vds=90%, то есть это время работы ФЕТа в линейном режиме при запирании канала;
toff=td(off)+tf - время от Vds=90% и до Vds=90%, то есть фактически суммарное время от начала действия фронта запирания на затворе ФЕТа и до полного закрытия канал;
tr+tf - полное время работы ФЕТа в линейном режиме за период;
td(on) и td(off) - фактически времена дополнительной задержки обратной связи между выходом и Isense-входом драйвера;
Qg - полный уровень заряда затворной цепи;
Qgs - уровень заряда на Cgs;
Qgd - уровень заряда на Cgd;
Qsync=Qg-Qgd.
Оценить ФЕТ по этим вводным и измеренным параметрам по вводным производителя не представляется возможным, ибо у другого ФЕТа того же производителя вводные параметры будут другими. Так что остаётся только одно - измеренные ёмкости ФЕТа.
Но есть одно замечание, что при начальной оценке схемы ИМХО следует взять в качестве начально последовательного сопротивления затворной цепи уровень Rg из даташита на конкретный ФЕТ, будет от чего "плясать".
Теперь о драйвере.
У драйвера свои:
Vcc - напряжение питания выходного каскада драйвера;
Vo - выходное напряжение драйвера обычно берётся Vo=Vcc, но не всегда - фактически Vgs=Vo, если ФЕТ подключён к драйверу напрямую;
Io - максимальный ток выхода драйвера, но не всегда токи через верхний и нижний ключи равны;
Io+ - максимальный ток драйвера через верхний ключ, Vo=10%-›90% - заряд Ciss0;
Io- - максимальный ток драйвера через нижний ключ, Vo=90%-›10% - разряд Ciss1;
tr - время нарастания фронта импульса от момента Vo=10% до Vo=90%, как правило при ёмкости нагрузки Cl=1нФ;
tf - время спада фронта импульса от момента Vo=90% до Vo=10%, как правило при ёмкости нагрузки Cl=1нФ.
Теперь вспомним формулу постоянной времени RC-цепи - t=RC, когда напряжение на ёмкости возрастает с 0% до ~63.2% или снижается с 100% до ~36.8%. Но измеренные параметры в даташите производителем имеют временные рамки для измеренного от 10% и до 90%, то есть в диапазоне 80% от полного уровня сигнала, что соответствует примерно t80%~1.5RC. То же самое и для индуктивности t80%~1.5L/R... а точнее для паразитной индуктивности цепей вокруг ФЕТа. Так как такие временные рамки использует производители ФЕТа и драйвера, тогда и мы будем пользоваться такими же.
Re: Подключение МОСФЕТа к микросхеме
, но в автомотив плохой тон применять ключи на менее 100В.
