N-канальный MOSFET с нагрузкой в стоке

[motogis]

Всем здравствуйте!
Есть задача коммутировать мощную нагрузку с помощью MOSFET N-channel. Встал вопрос каким образом его максимально быстро открыть и закрыть. Проблема в том, что вся нагрузка сидит на общей массе и подавать на нее нужно + питания. А питание еще и более 20 вольт. Для этой задачи нам в идеале для обычного полевика нужно подать на затвор напряжение выше чем на стоке на 10-12 В. Есть отличный драйвер для этих целей LT1910, но он труднодоступен и довольно дорог. Кто нибудь решал такую задачу без всяких там драйверов?

LT1910-5386.png

(69.81 KiB) Скачиваний: 458

[Eddy_Em]

Ну не будет же работать без повышения напряжения на затворе...
А почему нельзя воткнуть p-канальный мосфет? Ему и драйвер не нужен будет...

[motogis]

С P-канальным тоже проблема. Нужно снизить напряжение на затворе до 12-14 вольт, питание то у меня общее 25-30 вольт. А там нужно уже думать как лупануть короткий импульс для быстрого заряда затвора, нагрузка то мощная, нужно быстро открыть его. Да и не такой уж и большой их выбор с низким сопротивлением сток-исток, а N-канальных у меня сколько угодно.

[12943]

Что за нагрузка?

[motogis]

Нагрузка может быть разная, при 12В от 100 до 200 Вт. Но меня интересует сам факт, как "красиво" открыть N-ch с нагрузкой в истоке.

[Eddy_Em]

А в чем проблема открывать p-канальный мосфет слабым n-канальным?
По цене и качеству сейчас мощные p-канальные ничем от n-канальных не отличаются, так что нет никакого смысла пытаться сделать верхнее плечо на n-канальном транзисторе!

[motogis]

Первое: я не нашел p-channel c Rds ниже 0.02Ом. Известный мне доступный это IRF4905. N-channel с сопротивлением на порядок ниже навалом.
Второе: ладно, и p-ch пойдет. Тем более можно в паралель поставить. Но та же проблема, как его открыть быстро при питании, например, 25В, если максимально допустимое напряжение затвора 20В? Нужно не превысить это напряжение, в идеале держать его на уровне 12-14 вольт и быстро заряжать/разряжать затвор. Драйвер, который я указал выше с этим справляется на ура.

P.S. Я то уже смоделировал для p-ch нужный мне драйвер. Симулятор - это хорошо, но нужно собрать это все в железе...

[alexradio1103]

N-канальный MOSFET можно открывать дополнительным питанием, которое вешается "выше" основного выходного напряжения:

На схеме R3 - это шунт для амперметра.
https://radiokot.ru/circuit/power/supply/21/
Если по-простому, то нужно подать смещение большее, чем на истоке.
Чтобы полевик открылся полностью, напряжение смещения должно быть Uin + Ug.
где:
Uin - входное напряжение коммутации
Ug - напряжение полностью открытого полевика.

[HochReiter]

По цене и качеству сейчас мощные p-канальные ничем от n-канальных не отличаются

Таки отличаются, закон природы: насыпать электронов проще, чем насверлить дырок, да и электроны шустрее.

Для этой задачи нам в идеале для обычного полевика нужно подать на затвор напряжение выше чем на стоке на 10-12 В

Типовое решение - доп. обмотка на трансформаторе общего источника питания, доп. источник 10-12 В, привязанных к истоку и оптопара.

[motogis]

alexradio1103, это я все понимаю. Не нахожу практических решений задачи.


HochReiter, нет трансформатора, есть аккум на 24В и все.

Еще раз повторюсь: нагрузка большая, предположим 5-10А при напряжении 24В. Транзюк нужно открыть очень быстро, дабы он как можно меньше работал в линейном режиме.

В теории нужно быстро зарядить затвор N-ch транзюка напряжением выше напряжения питания на 12-14В и затем его поддерживать, ибо заряд уходит. Где его взять? С разрядом проще, просто опустил затвор на землю.
В P-ch проблема с зарядом затвора при питании свыше 20В. Опустив затвор на землю мы его просто "поджарим".

Кому интересно, прицепил набросок реализации быстрого открытия P-ch Mosfet с возможностью работы при напряжениях выше 20В. Стабилитрон на 12-14В:

Annotation 2019-11-05 191352.png

(13.78 KiB) Скачиваний: 341

[12943]

1) Где всё это установлено? (дом, автомобиль, и т.д.)
2) Какая конкретно нагрузка? Не мощность, а точное описание. (лампа, электродвигатель, свеча, и т.д.)

[mickbell]

motogis писал(а):

нет трансформатора, есть аккум на 24В и все.

Зато есть DC/DC, например, Aimtec AM1S-2412SZ. К нему в комплект любой драйвер затвора с опторазвязкой. Ну а к ним обоим уже можно и N-мосфет. Получится кондовый ключ без выбибонов.

[12943]

Всё намного проще. 99,9% потребителей легко отцепляются от "массы".

[motogis]

12943, я планирую использовать N/P канальные mosfet вместо выключателей. Нагрузки могут быть разные: и мощные лампы и двигателя и тот же самый преобразователь для усилка и т.п. Возьмем к примеру усилок, как его отвязать от массы если на него подается сигнал с общей массой? Или в том же авто, где все потребители висят на массе. Резать и перепролаживать всю проводку? Да и я не прошу совета как мне отвязать все от массы, я прошу совета по решению конкретной задачи.

mickbell, я знаю что есть такие хорошие преобразователи. Меня интересует практическая реализация. Какой именно драйвер позволяет открыть транзюк и держать его в открытом состоянии сколь угодно? Возьмем к примеру IR2101, вы в курсе как он работает? И что за драйвер с опторазвязкой, хотелось бы узнать марку...

[12943]

На автомобиле только два потребителя принципиально сидят на массе - стартер и свечи накала при наличии.

motogis писал(а):

Нагрузки могут быть разные: и мощные лампы и двигателя

давным давно по двухпроводной схеме т.к. всё это в пластиковых корпусах.

motogis писал(а):

Возьмем к примеру усилок, как его отвязать от массы если на него подается сигнал с общей массой?

Во первых сигнал через массу никогда не идёт, в приличных аппаратах межблочники в виде дифпар принципиально отвязанных от массы.
Во вторых единственный разумный способ - включать усил и остальные подобные потребители релюшкой.

motogis писал(а):

Или в том же авто, где все потребители висят на массе.

СИДЕЛИ на массе, т.е. имели только один провод, а в качестве второго провода был непосредственный контакт корпуса прибора с кузовом автомобиля. Но это прекратилось, когда ты ещё не родился.
А сейчас не сидят, имеют два провода и при острой необходимости минусовой можно от массы легко отцепить, крепится на болт целая куча разных минусов.
Так что:

motogis писал(а):

Резать и перепролаживать всю проводку?

не придётся.
Мне абсолютно очевидно, что поставлена дурацкая задача и любое решение будет хуже нормального.

[motogis]

Вот мы и поговорили обо всем, что меня вообще не интересует, но только не о решении конкретной задачи

В очередной раз повторюсь и четко опишу задачу. Не важно для чего мне это решение. Прошу не рассказывать мне о принципе завязки/развязки шнурков на ботинках, о вкусе горохового супа и т.д. Если нет ответа, просьба не отписываться...
Дано: мощный N/P канальный mosfet
Найти решение: подать с истока на нагрузку питание +24В. Для примера, 2 лампы в паралель по 120Вт 24В. Как быстро открыть транзюки с таким питанием, не прожечь затвор и зарядить этот затвор за очень короткое время?

[HochReiter]

Драйвер с опторазвязкой - HCPL3120, например. Других наизусть не упомню. C p-канальными транзисторами проще, 15 В из 24 можно сделать хоть линейным стабилизатором.

Если транзистор - транзюк, то драйвер, наверное, дрюк?

[motogis]

HochReiter, драйвюк
Интересный вариант, но он не решает проблемы с открытием mosfet при напряжениях выше 20В. Все равно нужно что-то мутить. А при 12-15 В я и двумя обычными биполярниками его открою/закрою

[HochReiter]

Точно такие драйвюки стоят в сварочнике "Ресанта", который я недавно ремонтировал. Там 300 вольт, гораздо выше двадцати. Да, доп. обмотки на трансформаторе, но там их всего две, вам, как я понял, надо гораздо больше. Громоздко получится. Я бы согласился на p-канальные, схема управления - драйвюки из пары биполярюков - запитал бы от линейного стабилизатора на -15В.

[vlasovzloy]

Существуют интеллектуальные ключи со всякими защитами, стоят не дороже чем схему свою придумывать и паять

Добавлено after 2 minutes 22 seconds:
Ну как вариант преобразователь какой ниь max232 например со стабилитроном по питанию, и его же выходом и открывать никанальный мосфет