Управление мощным низковольтным MOSFET.

Shlicker

Здравствуйте, уважаемые коллеги! Прошу Вашей помощи! Проблема такова: есть микроконтроллер, который выдает ШИМ-сигнал. Необходимо этот ШИМ-сигнал пустить на мощный MOSFET-транзистор. Все вроде легко - после контроллера ставить драйвер MOSFET, а потом и к самому транзистору. Если бы не одно НО: питание всей схемы осуществляется от 3.2 вольт (устройство портативное). Драйверов с таким питающим напряжением я не нашел (все минимум 4 вольта). А подключить транзистор напрямую к контроллеру нельзя - сильно заваливает импульсы из-за нехватки отдаваемого портом тока. Для устранения этого недостатка мне посоветовали использовать комплиментарную пару на двух слабых полевиках и схему, показанную во вложении. Но я никогда не видел таких схем, не могу понять, будет ли она работать. Прошу знающих людей высказать свое мнение по ней. Также, если мнение негативное, хотелось бы услышать варинты решения данной проблемы (желательно используя эту же самую комплементарную пару - я уже купил SI5517). Заранее благодарю всех отписавшихся!

Реклама

Maykill

Выбранное вложение отсутствует.....поправьте

Реклама

Shlicker

[uquote="Maykill",url="/forum/viewtopic.php?p=3565471#p3565471"]Выбранное вложение отсутствует.....поправьте[/uquote]

Прошу прощения, я в этот момент перезаливал картинку - на схеме один источник был неправильно включен. Исправил.

Fuser

неверно. эта схема подходит для биполяров как эмиттерный повторитель.
в данном случае мосфеты должны быть поменяны местами, и сигнал подаваемый на них, должен быть инвертирован. R1 убрать.

Реклама

Shlicker

[uquote="Fuser",url="/forum/viewtopic.php?p=3565475#p3565475"]неверно. эта схема подходит для биполяров как эмиттерный повторитель.
в данном случае мосфеты должны быть поменяны местами, и сигнал подаваемый на них, должен быть инвертирован. R1 убрать.[/uquote]

Если Вы имеете ввиду простой элемент НЕ на КМОП, то, в принципе, он мне подходит, за исключением того, что комплиментарная пара греется как ядерный реактор из-за сквозного тока. И можно ли как-то сделать аналог эмиттерного повторителя на КМОП?

Реклама

Fuser

истоковый повторитель работать практически не будет, и греется он скорей всего не из-за сквозняка а потому что транзисторы открываются не полностью, и на них падает больше 1В (пороговое напряжение открытия на затворе).
меняй их местами, ставь инвертор НЕ, подтягивай затворы к плюсу резистором 10-50к, чтобы нижний Н-канальный был открыт и удерживал основной силовой закрытым, и тогда должно работать.
если есть возможность, то инвертор лучше выбрать с выходным каскадом помощней, это уменьшит сквозняк через драйвер. а еще с той же целью можно резистор R2 взять 2шт и перенести в стоки каждому из полевиков драйвера.

Реклама

Shlicker

[uquote="Fuser",url="/forum/viewtopic.php?p=3565486#p3565486"]истоковый повторитель работать практически не будет, и греется он скорей всего не из-за сквозняка а потому что транзисторы открываются не полностью, и на них падает больше 1В (пороговое напряжение открытия на затворе).
меняй их местами, ставь инвертор НЕ, подтягивай затворы к плюсу резистором 10-50к, чтобы нижний Н-канальный был открыт и удерживал основной силовой закрытым, и тогда должно работать.
если есть возможность, то инвертор лучше выбрать с выходным каскадом помощней, это уменьшит сквозняк через драйвер. а еще с той же целью можно резистор R2 взять 2шт и перенести в стоки каждому из полевиков драйвера.[/uquote]

Спасибо за ответ! Элемент НЕ у меня уже собран по схеме, которую я прикрепляю к текущему сообщению. На соединенные затворы я подаю сигнал с генератора. Параметры сигнала такие: прямоугольные импульсы амплитудой 3.5 вольт (Vmin=0V, Vmax=3.5V), частота 250 кГц, скважность 25%. Напряжение питания элемента НЕ также 3.5 вольт. Даже не подключая нагрузку микросхема комплиментарной пары сильно греется, но работает стабильно. В чем может быть причина нагрева, если напряжение открытия N-канального транзистора около 1.8 вольт?

Maykill

1-прямоугольные импульсы амплитудой 3.5 вольт
2-Напряжение питания элемента НЕ также 3.5 вольт.
не в этом-ли дело?

Shlicker

[uquote="Maykill",url="/forum/viewtopic.php?p=3565510#p3565510"]1-прямоугольные импульсы амплитудой 3.5 вольт
2-Напряжение питания элемента НЕ также 3.5 вольт.
не в этом-ли дело?[/uquote]

Ну, если я правильно проанализировал схему элемента НЕ (я начинающий, уж простите за глупость), то для ее правильной работы напряжение питания пары должно быть ниже (или, в крайнем случае, равно) амплитуде входных импульсов, иначе P-канальный транзистор не будет закрываться. Правильно я понимаю?

Fuser

надо раскачивать затворы драйвера, который раскачивает затвор транзистора

какая мс используется инвертором? подозреваю что выходной каскад очень уж слабоват для такой частоты. можно запараллелить несколько НЕ элементов, если их там в корпусе много. еще - поставь по резистору в сток каждого мосфета драйвера, вместо одного на затворе силового, это на порядок снизит сквозной ток.

Maykill

[uquote="Shlicker",url="/forum/viewtopic.php?p=3565514#p3565514"][uquote="Maykill",url="/forum/viewtopic.php?p=3565510#p3565510"]1-прямоугольные импульсы амплитудой 3.5 вольт
2-Напряжение питания элемента НЕ также 3.5 вольт.
не в этом-ли дело?[/uquote]

Ну, если я правильно проанализировал схему элемента НЕ (я начинающий, уж простите за глупость), то для ее правильной работы напряжение питания пары должно быть ниже (или, в крайнем случае, равно) амплитуде входных импульсов, иначе P-канальный транзистор не будет закрываться. Правильно я понимаю?[/uquote]

имхую, что вточно наоборот
напряжение питания пары должно быть выше...(?)

Shlicker

[uquote="Fuser",url="/forum/viewtopic.php?p=3565516#p3565516"]надо раскачивать затворы драйвера, который раскачивает затвор транзистора

какая мс используется инвертором? подозреваю что выходной каскад очень уж слабоват для такой частоты. можно запараллелить несколько НЕ элементов, если их там в корпусе много. еще - поставь по резистору в сток каждого мосфета драйвера, вместо одного на затворе силового, это на порядок снизит сквозной ток.[/uquote]

Инвертор не используется. Сейчас сигнал подается с генератора Hantek HDG2022B. Да и если бы не хватало току, то сигнал с генератора также бы просаживался, а он изменяется очень незначительно (Qg пары всего 9 нанокулон). Так что драйвер не нужен, я считаю.

Добавлено after 13 minutes 50 seconds:

имхую, что вточно наоборот

Давайте вместе разбираться (схему еще раз прикрепляю сюда).

Представим, что напряжение питания пары - 3 вольта, а амплитуда входного сигнала - 5 вольт. При подаче единицы на вход N-канальный транзистор откроется без вопросов. А вот у P-канального на затворе будет разница 5-3=2 вольта (и она положительная!). Поэтому транзистор будет гарантированно закрыт. Если же мы возьмем напряжение питания больше напряжения тактирования (например, 10 вольт), то разница напряжений на затворе P-канального транзистора уже будет 5-10=-5 вольт! То есть транзистор будет открыт также, как и N-канальный и потечет сквозной ток. Правильно ведь?

Добавлено after 2 hours 4 minutes 56 seconds:
Проблема все еще актуальна! Почему может греться комплиментарная пара без нагрузки? Также выкладываю сюда даташит на пару (для удобства).

https://www.vishay.com/docs/73529/73529.pdf

Enman

Fuser писал(а):еще - поставь по резистору в сток каждого мосфета драйвера, вместо одного на затворе силового, это на порядок снизит сквозной ток.

такое впечатление, что пофиг ТСу...

Shlicker

поставь по резистору в сток каждого мосфета драйвера, вместо одного на затворе силового, это на порядок снизит сквозной ток.

Так (во вложении)?

такое впечатление, что пофиг ТСу...

Не пофигу, просто до меня туго доходит

. И еще одновременно пытаюсь все проверять в железе, поэтому прошу прощения за задержку.

Enman

читай ещё раз....в стоки !!! или ты не отличаешь сток-исток и спаял неправильно вдобавок ?....

Shlicker

читай ещё раз....в стоки !!!

Виноват, туплю под вечер. Спасибо! Исправил!

Enman

наконец-то...)))))))

Shlicker

[uquote="Enman",url="/forum/viewtopic.php?p=3565628#p3565628"]наконец-то...)))))))[/uquote]

Самое главное, что подумал правильно, а нарисовал неправильно. Надо уже завязывать, поздно. Спасибо всем за ответы, плюсы расставил

. Завтра испытаю на железе и отпишусь о результате.

Shlicker

В общем, собрал все это хозяйство в железе и получилась такая картина:

Выходной сигнал с комлементарной пары без нагрузки- (входной сигнал Vmin=0V, Vmax=3V, 250 кГц, 50%; Vdd=3V)

Выходной сигнал с комлементарной пары при нагрузке (в нагрузке транзистор Qg=60 нанокулон, статическая емкость 6200 pf):

И сравнение входного сигнала с выходным под нагрузкой тем же транзистором:

Пара совершенно не греется - за решение спасибо Fuser и Enman! Как думаете - результат приемлемый?

white_ghost

Это модифицированый синус или меандр? Конечно пара не греется, тока то нет.