Транзисторы для драйвера затворов мощных полевиков.

[afz]

Неспешно размышляю на тему полумостового источника питания на могучих полевиках. Вопрос выбора контроллера ШИМ. Смотрел в сторону SG3525, что-то мне не понравились широко обсуждаемые пляски с бубном вокруг ООС для этого контроллера, да и выходной ток у него заявлен всего 200 мА (где-то упоминаются импульсные 400 мА, но это тоже не фонтан). В принципе, если сигналы на затворы полумоста подавать через импульсный трансформатор, обсосанная со всех сторон TL494 - очень даже неплохое решение, только надо усилить ее выходные сигналы. Собственно, такой усилитель - не проблема, двухполярный эмиттерный повторитель: берем два транзистора разной проводимости, базы вместе и на 494, эмиттеры вместе, и на выход, коллекторы один на плюс, второй на землю, и вперед! Ну, еще пара резисторов - у 494 на выходе открытые коллекторы или эмиттеры...

А теперь, внимание, вопрос! Какие взять транзисторы? По-хорошему, нужно что-то шустрое средней мощности, с макс. (импульсным) током порядка 2-5 А. Любимые 2N2222 с 2N2907 не катят - у них 800 мА имп. макс. BD137-140 - тормоза, у них время рассасывания даже не нормируется. Хотелось бы что-то в SOT223/SOT89, на худой конец в TO126.

Нет, я, конечно, знаю о существовании чего-то, вроде UCC37324 - сдвоенный 4-А усилитель как раз для таких дел, но интересует решение именно на транзисторах.

[Телекот]

Смотрел в сторону SG3525, что-то мне не понравились широко обсуждаемые пляски с бубном вокруг ООС для этого контроллера,

Пляски с бубном вокруг ОС будут с любым контроллером, их нет только в отработанной схеме которая выпускается серийно.

обсосанная со всех сторон TL494 - очень даже неплохое решение, только надо усилить ее выходные сигналы.

Недостаток 494 открытый коллектор (эмиттер), открытие ключей происходит быстро, а закрытие через подтягивающий резистор гораздо медленней. Для нормальной работы нужно ровно наоборот.

BD137-140 - тормоза, у них время рассасывания даже не нормируется.

В схеме с общим коллектором полоса пропускания до нескольких МГц, чего хватает за глаза.

[Starichok51]

транзисторы эмиттерных повторителей в этим применении не входят в насыщение, чтобы там появилась необходимость рассасывать заряд.

[afz]

транзисторы эмиттерных повторителей в этим применении не входят в насыщение, чтобы там появилась необходимость рассасывать заряд.

Вы таки будете смеяться, но я это знаю. Просто транзисторы, для которых заявлено время рассасывания, в импульсных режимах работают нормально. В отличие от.

В схеме с общим коллектором полоса пропускания до нескольких МГц, чего хватает за глаза.

Не факт. Пытался я когда-то соорудить нечто подобное на КТ814-817, точно уже не помню, на каких именно. Результат был неважный. А очень похоже, что именно BD137-140 послужили прототипом для наших КТ814-817.

открытие ключей происходит быстро, а закрытие через подтягивающий резистор гораздо медленней. Для нормальной работы нужно ровно наоборот.

поставить туда ом 200-300, и это "гораздо" будет, практически, незаметно.

То есть, я почти разобрался с SG3525, и, скоре всего, сделаю таки на ней, но вопрос остался...

[RU3DDM]

Это годится? - https://www.chipdip.ru/product/zxtc2045e6
Подобных достаточно много.

[Телекот]

Пытался я когда-то соорудить нечто подобное на КТ814-817, точно уже не помню,

А вы уверены что именно эти транзисторы были причиной не важного результата?
Сколько раз на них делал, всё нормально, да и не я один. куча народу делает и у всех работает.

Добавлено after 32 minutes 26 seconds:

поставить туда ом 200-300, и это "гораздо" будет, практически, незаметно.

Давай проверим, 200 Ом и быстродействие BD137 и 140. Видно что при использовании подтягивающего резистора на 200 Ом, спад импульса около 60нС. при использовании двухтактного каскада спад в районе 4-5 нС.
Здесь видно быстродействие каскада с общим коллектором и влияния выходного каскада микросхемы ШИМ.

Не знаю для вас это заметно или не заметно.
и ещё раз напомню что транзисторы в каскаде с общим коллектором (эмиттерный повторитель), не когда не находятся в состоянии насыщения, и рассасываться там не чему как сказал старичок. Они всегда в активном, линейном режиме, когда они имеют максимальное быстродействие. Отлично видно что синий луч практически повторяет без искажений прямоугольник частотой 0,5МГц.

[afz]

Ага, а теперь давай, заменим BD137-140 на 2n2222 и 2n2907. Ну, и резистор в эмиттерах до 200 ом, о полевике пока забудем, посмотрим на эмиттерах.

[Телекот]

о полевике пока забудем, посмотрим на эмиттерах.

а какой смысл смотреть без полевика? как раз он и замедляет спад импульса.

[ARV]

а почему бы вам не взять нормальный драйвер мощного MOSFET/IGBT? например, HCNW3120 - зачем вам пляски с бубном над транзисторами, когда есть готовый драйвер с мощным (не менее 2А) выходом? и гальваническая изоляция при нем сразу.

[Телекот]

да ещё в догонку, скорость спада импульса при использовании подтягивающего резистора не завит от скоростных качеств транзистора драйвера. Она зависит от заряда затвора полевика, коэффициента передачи транзистора драйвера и сопротивления подтягивающего резистора.

[afz]

Хм! А вот о том, что транзистору банально не хватит базового тока для достаточно быстрой разрядки затвора, я как-то не подумал. И это через 200-омный резистор... То есть, конечно, никто не мешает поставить последовательно два повторителя - первый на 2222+2907, второй на 137+138 (139+140), но это уже огород.

а почему бы вам не взять нормальный драйвер мощного MOSFET/IGBT? например, HCNW3120

Да у меня прямо сейчас есть несколько штук UCC37324 - сдвоенный 4-амперный драйвер, правда без изоляции, но полумост прекрасно подключается через импульсный трансформатор - десяток витков сложенным втрое проводом на 16-мм колечке, и вперед, концы только не перепутать.

Просто было интересно, как решить этот вопрос, используя только детали от сдохшего компьютерного БП плюс то, что продается в мелких лавочках в шаговой доступности, в которых есть транзисторы, но нет специализированных м/с драйверов МОСФЕТ. Увы, получается, что никак. Как минимум, будет огород из кучи транзисторов...

[Телекот]

То есть, конечно, никто не мешает поставить последовательно два повторителя - первый на 2222+2907, второй на 137+138 (139+140),

будет ещё хуже. потому как на каждом повторителе теряется около 0,8в, если вы поставите 2 повторителя то потеряете больше 1,5в. Н фронте импульса это не заметно, а вот на спаде очень заметно. Потому как ток базы будет ещё меньше и особенно на полке Миллера (около 3в).

[Starichok51]

а 500 кГц в симуляции - это шутка такая?
и где ты видел полку Миллера на уровне 3 Вольта?

[musor]

ну чтож вы все тупите то ВСЁ? давно извесное рещени питани драйва 2 поляркой скажем +15/-10...12в
кстати для IGBT оно обязатенлное
смоделий в своей хрнновине увидишь сам

[afz]

если вы поставите 2 повторителя то потеряете больше 1,5в.

Это если цеплять выходы повторителей напрямую к затворам. Полумост же так не подключишь, да и для 494-й привычно подключение через импульсный трансформатор. А в этом случае потери на транзисторах повторителей скажутся только на уменьшении амплитуды импульсов. То есть, придется кормить 494-ю и повторители напряжением, на 3 вольта большим.

Н фронте импульса это не заметно, а вот на спаде очень заметно. Потому как ток базы будет ещё меньше

Мы дружно не заметили главного: повторитель перестал быть таковым. Из-за перегрузки по выходу он стал больше похожим на резистор с сопротивлением R2 (по последней схеме), деленным на коэффициент передачи транзистора. И эта величина заметно больше сопротивления нагрузки, т.е. R3 (2 Ом). К тому же, в области малых времён коэффициент передачи транзистора - тоже функция времени, на старте он совсем маленький и только через некоторое время доходит до номинала при этом токе и напряжении. А BD137-140 - тормоза еще те! Добавление второго каскада, исправит положение (не знаю, полностью или нет, лень считать), но тормознутость выходных транзисторов это не отменит.

и особенно на полке Миллера (около 3в).

А драйвер не обязан знать о полке Миллера. Его задача выдать высокий или низкий уровень на левый конец затворного резистора, а дальше идет обычный заряд/разряд емкости через этот резистор. И неважно, затворная это емкость, или простой конденсатор, есть там эффект Миллера, или нет - для драйвера это просто некоторые изменения в токе нагрузки в функции времени, на которые он обязан не реагировать. Только вот увы, простой эмиттерный повторитель с этим не справляется.

[Телекот]

Да разряжать и заряжать это не главное, главное это сократить время когда ключ находится в активном линейном режиме, а это как раз полка Миллера и есть.

[Starichok51]

да, драйверу пох, есть там эта полка или ее нет.
от драйвера требуется только одно - обеспечивать достаточный ток для заряда и для разряда затвора за требуемое время.
а чтобы обеспечивать достаточный ток - это человек должен учитывать все нюансы, в том числе и полку Миллера.

[afz]

главное это сократить время когда ключ находится в активном линейном режиме, а это как раз полка Миллера и есть.

Угу. То есть заряжать и разряжать быстрее. И единственный путь к этому делу - это уменьшать сопротивление в цепи затвора - неважно, представлено ли оно сопротивлением отдельного резистора, или им же в сумме с выходным сопротивлением драйвера...

Только вот не возьму никак я в толк, каким боком это, безусловно, справедливое утверждение относится к обсуждаемой теме?

[Телекот]

Почитай как работают транзисторы, и от чего появляется полка Миллера.

[Starichok51]

да хоть до дыр зачитай эту полку, драйверу насрать, есть там полка или ее нет.