Здесь принимаются все самые невообразимые вопросы... Главное - не стесняйтесь. Поверьте, у нас поначалу вопросы были еще глупее :)
Ответить

Re: Полевые транзисторы. Что есть IGBT, MOSFET итд

Пт сен 25, 2020 18:54:35

Ну если так, то немного расскажу, как это делается. Важно понимать, что есть два разных случая управления мосфетом:
1. иногда включить-выключить;
2. постоянно и с большой частотой включать-выключать (ШИМ).
Эти два случая требуют принципиально разного подхода к управлению мосфетом. Дело в том, что затвор мосфета имеет большую ёмкость затвор - канал, а если мосфетом управлять по случаю номер два, то управлять им надо как можно быстрее, не затягивая фронтов управляющего напряжения (на фронтах мосфет перегревается). Для управления мосфетом нужен драйвер - или готовый в виде микросхемы, или на дискретных элементах, чтобы он тянул затвор как вверх, так и вниз большим током, порядка единиц ампер.
Если же говорить о случае номер один, то там обычно всё намного проще, потому как нет нужды загонять в затвор целый ампер. Коммутации редкие, остыть между ними мосфет успеет. Поэтому драйвер не нужен. Но может понадобиться усиление по напряжению. Потому как напряжение на затворе часто нужно вольт десять-пятнадцать, а управление берётся с низковольтного микроконтроллера, неспособного столько выдать. Тогда ставят обычный биполярный транзистор. Только не так, как у вас - эмиттерным повторителем, ведь сигнал по напряжению он не усиливает. Годятся две другие канонiчные схемы каскадов усиления: ОЭ, ОБ. Рекомендую ознакомиться с ними. Если есть желание, то переделайте свою схему.
Ну и на закуску. Посмотрите, как нужно рисовать схемы (это же касается и схем в симуляторах). Есть требования, исполнение которых облегчает понимание: общий провод снизу, питание сверху, сигнал распространяется слева направо. Когда будете рисовать очередную схему, обязательно их соблюдайте.
Что касается расчёта элементов схем - можно и об этом поговорить. Но лучше, наверно, почитать литературу, а будет что-то непонятно - спрашивайте.

Re: Полевые транзисторы. Что есть IGBT, MOSFET итд

Чт ноя 05, 2020 21:22:18

Почему то, тут все хором утверждают, что чем быстрее открывается MOSFET, чем больше ток затвора, тем меньше выделяется тепловой мощности при переключении, и вообще, открывать MOSFET быстро, это всегда хорошо. А вот и нет. Потому, что затвор MOSFET, это не ёмкость, а три связанные емкости, затвор-сток-исток, и паразитные индуктивности, которые достаточно велики, чтобы оказывать значительное влияние на переходные процессы.

Например, мы подключаем простой драйвер прямо на затвор, и ожидаем, что он затолкает в него 1.5А которые способен выдать. А оно не заталкивается из за LC-LC цепочки, и вместо ожидаемого почти линейного увеличения напряжения на затворе, мы получаем резкий пик, и яму, а MOSFET болтается в линейном регионе, и выделяет кучу тепла. Так что в идеале, открывать и закрывать MOSFET, надо источником тока, как делают самые умные драйвера.

При этом, оптимальный с точки зрения выделения тепла и скорости открытия пиковый ток заряда затвора, часто измеряется сотнями и десятками миллиампер, даже для очень мощных транзисторов. Но время открытия, уменьшается не в десятки раз относительно амперных токов, а всего лишь в разы и даже меньше. То есть надо чётко понимать, какой параметр оптимизируется, какие граничные условия работы, и подбирать драйвер\сопротивление исходя из задачи и фактической работы транзистора. То есть, банальным добавлением резистора нужного номинала в цепь затвора, мы можем уменьшить нагрев ключа в разы, практически не потеряв в скорости переключения и не исказив форму сигнала.

Это не говоря о транзитных эффектах на стоке и истоке, где при сверхбыстрых переключениях, происходят значительные выбросы напряжения (привет емкостям стока, истока и индуктивности цепи), а то и начинаются СВЧ колебания на паразитных емкостях и индуктивностях монтажа. Это реально большая проблема, особенно, в импульсных источниках питания. Это крайне желательно учитывать при проектировании схем с силовыми ключами.

Как? Считать руками, или моделировать численно, благо инструментов сейчас хватает. Даже плохая начальная оценка, лучше чем никакая.

А упрощать затвор MOSFETа до обычной емкости, которую надо зарядить как можно быстрее, это слишком легкомысленно, и иногда приводит к серьёзным проблемам.

Re: Полевые транзисторы. Что есть IGBT, MOSFET итд

Вс янв 10, 2021 13:05:31

Драйвер не только открывает, но и закрывает, разряжая затвор. Ззакрытие тоже очень важно. Ну может в конденсаторе затвора есть мизерная индуктивность и что, просто немного медленнее будет открываться мосфет, поэтому надо следить за порогами, быстро разряжать затвор.

Digektor, мне кажется если только начали, то начните сначала только с Биполярных транзисторов) Полевые транзисторы это отдельная история.
Ответить