Chọn trình điều khiển cho MOSFET (ví dụ tính toán theo tham số)

Kiểm soát cổng FET là một khía cạnh quan trọng trong sự phát triển của bất kỳ thiết bị điện tử hiện đại nào. Ví dụ, khi chỉ sử dụng công tắc nguồn thấp hơn trong bộ biến đổi xung và quyết định được đưa ra có lợi cho việc sử dụng một trình điều khiển riêng lẻ dưới dạng một vi mạch chuyên dụng, cần phải giải quyết vấn đề chọn trình điều khiển phù hợp để có thể đáp ứng các điều kiện sau.

Đầu tiên, trình điều khiển sẽ cần cung cấp mở và đóng khóa đáng tin cậy. Thứ hai, cần tuân thủ các yêu cầu trong một khoảng thời gian thích hợp của các cạnh đầu và cuối trong quá trình chuyển đổi. Thứ ba, bản thân người lái không nên quá tải khi làm việc trong mạch điện.

Ở giai đoạn này, nên bắt đầu bằng cách phân tích dữ liệu từ tài liệu cho bóng bán dẫn hiệu ứng trường và từ đó để xác định các đặc điểm của trình điều khiển nên là gì. Sau đó, vẫn phải chọn một chip điều khiển cụ thể từ những sản phẩm được cung cấp trên thị trường.

Biên độ của điện áp điều khiển là 12 volt

Trong biểu dữ liệu trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường có tham số Vss (th) - đây là điện áp tối thiểu giữa cổng và nguồn mà bóng bán dẫn sẽ bắt đầu mở lặng lẽ. Thông thường giá trị của nó là trong vòng 4 volt.

Hơn nữa, khi điện áp ở cổng tăng lên khoảng 6 volt, một hiện tượng như cao nguyên của Miller Miller chắc chắn sẽ xuất hiện, bao gồm thực tế là trong quá trình mở bóng bán dẫn, do tác động của điện áp sự cố lên cống, điện dung nguồn cổng tạm thời như thể sẽ tăng lên và mặc dù màn trập sẽ tiếp tục nhận được điện tích từ trình điều khiển, điện áp trên nó so với nguồn sẽ không tăng thêm trong một thời gian.

Tuy nhiên, sau khi vượt qua cao nguyên Miller, điện áp cổng sẽ tiếp tục tăng tuyến tính và dòng thoát sẽ tuyến tính đạt cực đại theo thời gian tại thời điểm khi điện áp cổng khoảng 7-8 volt.

Vì quá trình sạc của bất kỳ công suất nào diễn ra theo cấp số nhân, nghĩa là, cuối cùng, nó luôn chậm lại, sau đó để sạc nhanh hơn, để không làm chậm quá trình mở bóng bán dẫn, điện áp đầu ra của trình điều khiển Uupr được lấy là 12 volt. Sau đó 7-8 volt - đây sẽ chỉ là 63% biên độ, mà điện áp sẽ tăng gần như tuyến tính trong một thời gian bằng 3 * R * Ciss, trong đó Ciss là điện dung cổng hiện tại và R là điện trở trong phần nguồn cổng.

Phí cổng đầy đủ Qg

Khi điện áp trình điều khiển được chọn, tổng phí cổng Qg được tính đến. Đây là nơi thỏa hiệp giữa dòng điện cực đại của trình điều khiển Imax và thời gian mở của bóng bán dẫn Tvcl. Đầu tiên, họ nhận ra phí cổng đầy đủ Qg, người lái xe sẽ phải chuyển đến cổng vào đầu mỗi chu kỳ vận hành chính và ở cuối mỗi chu kỳ, hãy tháo nó ra khỏi màn trập.

Chúng ta sẽ tìm thấy phí cổng đầy đủ theo biểu đồ từ biểu dữ liệu, trong đó tùy thuộc vào điện áp ban đầu được giả định là trên cống, Qg ở 12 volt Uupr sẽ khác nhau.

Thời gian màn trập nên được sạc đầy trong bao lâu - nó thực sự phụ thuộc vào thời gian cần thiết để mở mặt trước của bóng bán dẫn mở hoặc trên trình điều khiển nào có sẵn. Trình điều khiển bạn chọn sẽ cần có các tùy chọn Rise Time và Fall Time thích hợp.

Nhưng vì chúng tôi đã quyết định rằng chúng tôi sẽ chọn trình điều khiển chủ yếu dựa trên nhu cầu của mạch phát triển, chúng tôi sẽ bắt đầu tính toán từ khi cần để bóng bán dẫn mở hoàn toàn (hoặc đóng). Chúng tôi chia phí cổng Qg cho giá trị của thời gian cần thiết để mở (hoặc đóng) phím T bật (tắt) - chúng tôi nhận được dòng điện trung bình đi ra từ trình điều khiển đi qua cổng:

Iav = Qg / Tincl.

Trình điều khiển hiện tại cao điểm Imax

Vì nói chung, quá trình sạc màn trập diễn ra gần như thống nhất, chúng ta có thể giả sử rằng dòng điện đầu ra của trình điều khiển sẽ giảm xuống gần như bằng 0 khi thời gian màn trập được sạc đầy (đến điện áp Uupr). Do đó, chúng tôi giả định rằng Imax hiện tại của trình điều khiển cực đại bằng hai lần giá trị hiện tại trung bình: Imax = Iav * 2, sau đó trình điều khiển chắc chắn sẽ không bị cháy do quá tải trên dòng điện đầu ra. Do đó, chúng tôi chọn trình điều khiển dựa trên Imax và Upr.

Nếu tài xế đã sẵn sàng cho chúng tôi và Imax nhiều hơn mức cao nhất của trình điều khiển. Chúng ta chỉ cần chia biên độ của điện áp điều khiển Uupr cho giá trị của trình điều khiển Imax hiện tại tối đa.

Theo luật của Ohm, chúng tôi nhận được giá trị của điện trở tối thiểu mà bạn cần có trong mạch cổng để giới hạn dòng điện cổng đến dòng điện cực đại được khai báo trong biểu dữ liệu cho trình điều khiển hiện có:

Trình điều khiển Rgate = Upr / Imax

Trong biểu dữ liệu, giá trị Rg đôi khi được chỉ định - điện trở của phần nguồn cổng. Điều quan trọng là phải tính đến nó, và nếu giá trị này là đủ, thì không cần một điện trở bên ngoài. Nếu bạn cần giới hạn hơn nữa hiện tại, bạn cũng sẽ phải thêm một điện trở bên ngoài. Khi một điện trở bên ngoài được thêm vào, điều này sẽ ảnh hưởng đến thời gian mở khóa.

Tham số tăng R * Ciss không được dẫn đến vượt quá thời lượng mong muốn của cạnh đầu, do đó, tham số này phải được tính toán.

Đối với quá trình khóa chìa khóa, ở đây các tính toán được thực hiện tương tự. Tuy nhiên, nếu cần phải có thời lượng của các cạnh đầu và cuối của các xung điều khiển khác nhau, thì có thể đặt các chuỗi RD riêng biệt trên điện tích và trên cửa xả để có được các hằng số thời gian khác nhau cho đầu và hoàn thành mỗi chu kỳ làm việc. Một lần nữa, điều quan trọng cần nhớ là trình điều khiển được chọn sẽ phải có các tham số Rise Time và Fall Time tối thiểu thích hợp, phải nhỏ hơn các yêu cầu.

Comments

[#1 Menchish La Mã]

Cảm ơn bạn rất nhiều vì mô tả rõ ràng của quá trình.