Как работает драйвер HIGH SIDE для N-канального MOSFET?

[Kalisnik]

Поскольку нагрузка подключается к истоку N-канального мосфета, то на затвор нужно подать напряжение, превышающее напряжение стока. Так каким образом это делают драйвера HIGH SIDE? Получается, эти драйвера нужно запитывать током с более высоким напряжением, чем напряжение стока? Микросхема драйвера не умеет же сама повышать напряжение?

[КРАМ]

Ответ на вопрос - бутстрепный драйвер. В нем летающий конденсатор осуществляет привязку управления к плавающему потенциалу истока.

[Kalisnik]

Интересно! ))) Заряжаем конденсатор с потенциалом 12В. На одной ноге 12В, на другой ЗЕМЛЯ. Подключаем к ноге с землей 12В и на другой ноге уже имеем 24В относительно ЗЕМЛИ. ))) Т.е. по закону о сохранении энергии наш потенциал не может исчезнуть. По этому он сохраняется как прежде в виде 12В. Очень просто и эффективно. Круть!

Добавлено after 7 minutes 1 second:
А если захочется открыть транзистор не в импульсном режиме? ) Скажем, на минуту.. Поставить конденсатор побольше? )

Добавлено after 1 minute 24 seconds:
Или делать схему с DC-DC преобразователем, видимо.

[КРАМ]

У меня есть серийное изделие, где потенциал истока изменяется относительно земли на двухполярные примерно 500 (пятьсот) вольт. И не просто изменяются, а с частотой примерно 60 кГц.
Там управление осуществляется СТАТИЧЕСКИ (не импульсно) с частотой примерно 150 Гц через оптопару, а питание драйвера НИЖНЕГО КЛЮЧА через DC-DC со специальной намоткой трансформатора для минимизации проходной емкости. Иначе через эту емкость 60 кГц выжгут ключ преобразователя.

[Kalisnik]

А напряжение на плавающем конденсаторе драйвер не контролирует? Т.е. если конденсатор разрядится, например, ниже необходимого для затвора потенциала в 10В, но при том управляющий сигнал верхнего плеча будет в 1, то драйвер все равно будет подавать питание на затвор? Т.е. контроль разряда конденсатора нужно осуществлять ручками?

[КРАМ]

Не ручками, а выбором емкости. Иначе верхнее плечо тупо закроется.

[Kalisnik]

А пока будет закрываться, может и сгореть.

Добавлено after 46 seconds:
Спасибо за помощь!

[КРАМ]

Пока он будет закрываться, напряжение на драйвере должно быть выше защитного. Все такие драйверы имеют систему защиты от низкого напряжения. По достижению порога драйвер закроет ключ.

[Kalisnik]

Еще вопрос: достаточно ли постоянной времени Т=RС заряда затвора, чтобы любой полевик перешел в ключевой режим?

[КРАМ]

Причем тут постоянная времени к обсуждаемому вопросу? Драйвер имеет только два устойчивых состояния. Выходное напряжение примерно равно бутстрепному питанию. Если бутстрепная емкость разрядится ниже порогового напряжения защиты, драйвер закроет ключ. Тут нет никакого шанса для активного режима.
Если отвлечься от темы топика, то ключевой режим определится сопротивлением нагрузки. Можно вывести ключ в активный режим при ЛЮБОМ НАПРЯЖЕНИИ затвор-исток.

[Kalisnik]

КРАМ писал(а):

Можно вывести ключ в активный режим при ЛЮБОМ НАПРЯЖЕНИИ затвор-исток.

При каком сопротивлении нагрузки полевой транзистор уйдет в активный режим?

[КРАМ]

Это зависит от сопротивления канала. Канал с нагрузкой образуют делитель напряжения.

[Kalisnik]

Почему-то при моделировании в Proteus'е драйвер IR2101 при разрядке конденсатора выводит верхний ключ в активный режим. Глюк Proteus'а?



Желтый график - управляющий сигнал.
Голубой - напряжение на затворе.
Красный - напряжение на истоке.

[КРАМ]

Понятия не имею. Нужно смотреть даташит на драйвер. Я нынче в Турции, поэтому сейчас смотреть неудобно. Возможно есть и без защиты. Не помню.

[Kalisnik]

Как оно на английском называется? Сам посмотрю.

Добавлено after 16 minutes 56 seconds:
Вроде написано: Undervoltage lockout. Наверно глюк Протеуса.

[КРАМ]

UV detect

Добавлено after 2 minutes 25 seconds:

Kalisnik писал(а):

Как оно на английском называется? Наверно глюк Протеуса.

Протеус тут не причем. Модель может не симулировать эту фичу. Поскольку в этом нет никакой необходимости. Подобные вещи и так понятны.

[Kalisnik]

Это оно?



Добавлено after 3 minutes 38 seconds:
Судя по схеме, здесь замеряется какая-то разница между верхним ни нижнем ключом.

[AlexS4]

>А напряжение на плавающем конденсаторе драйвер не контролирует?
некоторые контролируют, фича называется {bootstrap,full} {under,low_} voltage {protection/lockout}
так как это связано с очевидной опасностью ухода в линейный режим.

в IR2101 есть uv-lockout но подробнее или схему я сходу не нашел.

а для какой цели надолго открывать верх??
обычно по сложности идут так
1. перенос ключа вниз если нет непридуманной привязки нагрузки именно к P-
2. pwm 99%, если нагрузка допускает провалы питания
3. dc-dc для затвора.
вообще утечки в драйвере, диоде и затворе небольшие и если там керамика X7 10uF и все под лаком то скажем пара секунд - обычно непроблема, но надо проверить скорость просадки на реальном устройстве.

[Kalisnik]

а для какой цели надолго открывать верх??

В ручном режиме включать нагрузку.

вообще утечки в драйвере, диоде и затворе небольшие и если там керамика X7 10uF и все под лаком то скажем пара секунд - обычно непроблема

В принципе, нагрузку, даже в ручном режиме, дольше чем на 10 сек. включать смысла не будет. А ведь можно поставить и электролит на 100 мкФ или даже 1000 мкФ. Если верить Протеусу, то 100 мкФ разряжается примерно 30 - 40 сек.

[AlexS4]

ну а ключ вниз (рвать P-) никак?

основная утечка в драйвере на диф линии управления верхним драйвером, в дэйташите скорее всего есть этот ток. ну и электролит с нестабильной утечкой и возможной потерей емкости, нужен запас x3 минимум,
короче так делать можно но это неаккуратненько както))

1000uF наверное надо через 10..100R и в параллель к основному на 10uF ато будет чутка дергать нагрузку при включении. ну или bs диод помощнее)))