Закрыть MOSFET P-cannel

bodriy2014

Всем привет.
Уважаемы посетители форума, прошу помочь практическим советом тех кто сталкивался с данной проблемой или теоретически на пальцах разъяснить.
Ситуация такая, есть необходимость управлять через MOSFET P-канал нагрузкой с использованием ШИМ.
Так как частоты не высокая до 1КГц решил обойтись простецким костылем драйвером в виде одного транзистора.
Схему собрал и протестировал под нагрузкой, силовой ключ не нагревается из чего решил что он закрывается и открывается с достаточной скоростью+есть хороший запас по мощности самого ключа.
Но все та-ки решил проверить и посмотреть осциллографом что там с фронтами.
-Открывается отлично до 100нС остался доволен фото не выкладываю.
-закрывается медленнее до 1000нС но с учетом того что частота ШИМ низкая это не приводит к нагреву, в принципе для такого драйвера остался доволен.
-но что я там увидел после закрытия творится форменное безобразие, картинку прилагаю на мой взгляд есть какая-то емкость которая после закрытия заряжается и разряжается образуя затухающее колебание!!!
И это на мой взгляд проблема! ведь если я подыму нагрузку или частоту ШИМ то эти колебания будут греть мне силовой ключ как кипятильник.
Для того чтоб было все прозрачно я схему+фото собранного устройства+осциллограмму прилагаю.
Вопрос откуда там эта емкость???неужели это паразитный диод который сидит в мосфете? И что делатьчтоб убрать?

Спойлер

Реклама

Zhuk72

А что из себя представляет нагрузка?

Реклама

bodriy2014

Zhuk72 Нагрузкой служит последовательно соединенный резистор 0.1Ом и Li-ion АКБ.
Резистор есть на фото 5Вт.

LastHopeMan

Могу предложить следующий сценарий.

Нагрузка влияет на напряжение линии VCC, потому что ее сопротивление мало и сопоставимо с внутренним напряжением источника питания. Затвор притянут к VCC, поэтому колебания на линии VCC на нем ощущаются - как следствие, нагрузка тоже ощущает эти колебания. Происходит замкнутый цикл с затуханием, что вы и видите на осцилограмме.
Что касается самого заваленного фронта (по сравнению с открытием) - так обычно происходит из-за паразитной емкости на затворе мосфета. Ведь ток затвора близок к нулю в отличие от биполярного транзистора, поэтому все остатки там долго сидят и держат открытым его. Но по этой части вас все устраивает, как вы написали.

Если мой сценарий для вас подходит, то пути решения я могу посоветовать те, которые сам использовал в подобной ситуации.
Разнесите управление (затвор) и нагрузку на разные источники питания, объединив их по земле. Это должно будет убрать пиуууууу на осцилограмме. А я в силу отсутствия второго источника питания нашел другой способ. Между VCC и резисторами ставим диод, желательно с наименьшим падением (0.3В). И туда же конденсатор, а вторую его ногу на землю. Получается, что конденсатор является источником питания для затвора, а диод не дает ему разряжаться в колебания на VCC при закрытии мосфета.

Реклама

Zhuk72

bodriy2014 писал(а):Нагрузкой служит последовательно соединенный резистор 0.1Ом и Li-ion АКБ.

Диод Шотки поставьте перед АКБ.

Реклама

bodriy2014

LastHopeMan Спасибо вечером попробую отпишу.
Если у вас есть метод как еще и закрытие ускорить буду очень благодарен.
Zhuk72 спасибо поробую.

Реклама

bodriy2014

Привет всем!

Применил ваши советы, отчитываюсь что получилось.
Диод перед АКБ положительного эффекта не дал.
Диод перед VCC в купе с емкостью дал положительный эффект, но полностью колебания не убрал.
Диоды в обеих случаях пробовал и обычные и шотки и ультрафасты, результат был один.

После всех проведенных мной манипуляций добавил снаббер, я его не рас читывал подобрал из того что было глядя на осциллограмму.
Итог
Дрожания ушли, ключ закрывается за 1000нС из них 260нС яма с отрицательным напряжением.
Итоговую схему и осциллограммы выкладываю.
Кто что думает как улучшить это безобразие?

LastHopeMan

Мне почему-то кажется, что вы меня не поняли по поводу диода и конденсатора.

Схема

Вот такая схема. Что еще туда добавил
1) Конденсатор 10 мкф за глаза хватит на ваши номиналы резисторов
2) Добавил сбрасывающий 100 килоом резистор, чтобы конденсатор при выключенном приборе не был заряжен (когда VCC нулевой). Потребление этого резистора в рабочем режиме мало, а сбрасывает конденсатор после отключения питания секунд за 5.

bodriy2014

LastHopeMan
Да не правильно.
Мне нужно было диодом отделить управляющую часть от Sors мосфета, а я просто блок питания отделил.
Пока схемку не разобрал проверю, но похоже медленное закрытие ключа это не уберет.
Но после вчерашних мытарств решил замахнуться на более высокие частоты, начал пробы с драйвером на трех транзисторах, два отвечают за ток один за напряжение.
В интернете многие обещают от этой схемы скоростей в районе 100нС как на открытие так и на закрытие.
Отпишу что вышло в обеих случаях.
Спасибо!

Dmitry Dubrovenko

bodriy2014, сорри, недопонял, у Вас осциллограммы реальные, или виртуальные?

bodriy2014

Dmitry Dubrovenko
Реальные.
К сожалению эмуляторы не способны показать все нюансы, я перед тем как собрать разные эмуляторы пробовал и везде все работает отлично,
а в реальности вылазит многое(не идеальные источники питания, проводники и паразитные емкости и индуктивности и др.)

LastHopeMan

Ну как минимум, моя схема должна убрать звон и уход в минус. А скорость закрытия могла быть следствием, хотя вы говорили, что вас она устраивает. На затвор же приходило напряжение пониженное, а сейчас будет приходить стабильное максимальное. Так что просто проверьте на практике.

bodriy2014

LastHopeMan Спасибо!

Следуя вашему совету все опробовал,оказалось пригодно до 1КГц отлично качает тяжелый мосфет.
Выкладываю фото отчет.

Мой вопрос исчерпан, с низкочастотным управлением я разобрался,
заодно и высокочастотное потестил.