Questions tagged «gate-driving»

MOSFET和IGBT栅极驱动

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设计一个*线性* MOSFET驱动器级
我正在寻找可以放置在运算放大器和功率MOSFET之间的MOSFET驱动器电路，以将晶体管用作线性放大器（与开关相对）。 背景 我正在开发一种电子负载电路，该电路必须能够在大约1µs的时间内调整负载。最重要的步长很小，例如100mA，尽管一旦得出结论，我可能还希望获得2.5A / µs的大信号步长。它应能承受1至50V的电源，0至5A的电流，并且能够消耗约30W的功率。 这是当前电路的外观。自从出现在较早的问题中以来，我已经用能够找到的最小电容器件替换了MOSFET（IRF530N-> IRFZ24N），并在保持较高带宽的同时，又选择了宽摆率，高摆率运算放大器（LM358-> MC34072）在软糖地区。为了稳定起见，我目前在运算放大器上运行约4的增益，这使我获得了大约1MHz的带宽。以下是有兴趣的人的进一步背景。 问题 虽然电路的性能相当好，但现在的问题是，稳定性很不稳定：)它不会振荡或类似的东西，但是阶跃响应的范围可能从过阻尼（无过冲）到过阻尼（20％）过冲，三个颠簸），具体取决于要加载的信号源。较低的电压和电阻源是有问题的。 我的诊断是，MOSFET的增量输入电容既对负载源的电压敏感，又对任何源电阻产生的米勒效应都敏感，并且实际上会从运放的产生“ ”极与MOSFET 的源极相关相互作用。Ç 克一吨ë[RØ[RØR_oCG一个吨ëCG一种ŤËC_{gate} 我的解决方案策略是在运算放大器和MOSFET之间引入一个驱动器级，以向栅极电容提供低得多的输出阻抗（电阻），从而将漂移极驱动到无法达到的数十或数百MHz范围内造成任何伤害。 在网上搜索MOSFET驱动器电路时，我发现大多数情况是假设人们希望尽快“完全”打开或关闭MOSFET。在我的电路中，我想在其线性区域内调制 MOSFET。因此，我找不到所需的见解。 我的问题是：“哪种驱动器电路可能适合在其线性区域内调节MOSFET的电导率？” 我看到奥林·拉斯洛普（Olin Lathrop）在另一篇文章中提到，他会不时使用一个简单的发射器跟随器来进行类似的操作，但是该帖子是关于其他内容的，因此仅是提及。我模拟了在运算放大器和栅极之间添加一个发射极跟随器，它实际上为提升稳定性创造了奇迹。但是秋天全都陷入了困境，所以我认为这并不是我所希望的那么简单。 我倾向于认为我大致需要一个互补的BJT推挽放大器，但希望能够区分MOSFET驱动器。 您能勾勒出电路的粗略参数吗？ 有兴趣的进一步背景 该电路最初基于Jameco 2161107电子负载套件，最近已停产。现在，我的零件比原来的零件少了约6个：)。对于像我这样的人感兴趣的人，我当前的原型看起来像这样：) 电源（通常是被测电源）连接到正面的香蕉插孔/接线柱。PCB左侧的跳线选择内部或外部编程。左侧的旋钮是一个10圈电位器，允许选择0-3A之间的恒定负载。右侧的BNC允许使用任意波形将负载控制在1A / V的水平，例如，使用方波步进负载。两个浅蓝色电阻器组成反馈网络，并位于机加工的插座中，以便无需焊接即可更改增益。该单元当前由单个9V电池供电。 任何希望追踪我的学习脚步的人都会在这里找到我从其他成员那里获得的出色帮助： 在运算放大器输入之间添加电容器是否有用？ 计算栅极电阻值以增强有源区稳定性 如何测试运放的稳定性？ 为什么LTSpice不能预测这种运放振荡？ 从运算放大器的振荡频率可以推断出什么？ 为什么较小的步长显示更好的不稳定性？ 如何确定运算放大器的？[RØ[RØR_o 此肖特基二极管提供MOSFET瞬态保护吗？ 为什么在55°相位裕量下会有60％的过冲？ 如何测量栅极电容？ 令我惊讶的是，像这样的简单项目是如此丰富的学习动机。这给了我一个机会去研究很多主题，如果没有手头的具体目标，这些主题本来就很干燥：)
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可以在带有散热片的电阻区域中使用MOSFET吗？
在栅极（或基极）电压受限制的情况下使用晶体管将使它们限制电流，这将在晶体管两端引入明显的压降，导致其耗散能量。这被认为是不好的，浪费能量并且缩短了部件的寿命。但是，如果我通过散热器或限制功率来保持低温，可以用这种方式使用MOSFET吗？还是使组件耗散功率从根本上来说是不好的？ 我之所以问是因为，通过控制可变电压的MOSFET驱动LED灯条，我获得了出色的结果。通过8位PWM，LED的亮度从零跃升到“读书”的水平，而电压驱动的MOSFET即使使用8位电压电平也可以非常平稳地开启。线性功率与指数功率是所有因素的区别，PWM是线性的。我们的眼睛无法线性感知光线。电压控制的结果太好了，无法使用。 附录：我已经对PWM进行了广泛的实验，包括调整预分频器。更改PWM占空比不是一个有效的解决方案，尽管如果有人要捐赠一个示波器，我也许可以使其工作起来:) 附录：该项目是一个照明闹钟，类似于飞利浦的这些产品，但需要进行更仔细的调整。至关重要的是，小功率电平之间的灰度必须很小。可接受的最亮的低功率状态约为0.002％，其次为0.004％。如果它是一个X / Y的问题询问有关解决方案，而不是问题的话，这是一个有意的X / Y的问题：我发现了广泛的测试后，我的首选解决方案，我想知道我的解决方案是可行的。该设备目前正在使用一种较不受欢迎的解决方法，其中涉及到更暗的辅助灯。 附录3：我收集到的是BJT晶体管的用途。由于它们是电流控制的，因此电路要困难得多。我有时间画图时需要研究一下。如果遇到麻烦，我会再提一个问题。
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高端MOSFET驱动器的自举电路
我非常熟悉用于驱动N沟道高端MOSFET的MOSFET驱动器IC上的自举驱动器的操作。此站点和其他站点详尽介绍了基本操作。 我不了解高端驱动器电路本身。由于良好的驱动器会推拉大量电流，因此在IC中存在另一对晶体管以将VH引脚驱动为高电平或低电平是有意义的。我看过的几个数据表似乎表明它们使用P通道/ N通道对（或PNP / NPN）。除去IC芯片的结构，我可以想象电路看起来像这样： 模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图 似乎我们刚刚引入了递归问题。假设标记为“浮动”的节点可以是任意高电压，那么如何驱动M3和M4而不需要另一个驱动器来驱动该驱动器（依此类推）。这也假设高端驱动器最终由某种逻辑电平信号控制。 换句话说，给定任意高的浮动电压，如何通过来自芯片外的逻辑电平信号来激活M3和M4的推挽驱动？ 澄清点：我要问的特定问题仅与使用逻辑电平信号激活高端推挽自举驱动器有关。当高端电压相对较低时，我认为这是微不足道的。但是，一旦电压超过晶体管上的典型Vds和Vgs额定值，这将变得更加困难。我希望会涉及某种隔离电路。确切地说，电路是我的问题。 我认识到，如果M4是P沟道FET（或PNP），则无需其他自举电路。但是我在构想一个电路时会遇到麻烦，因为当外部晶体管来回切换时，该电路会为M4和M3生成正确的Vgs。 这是来自两个不同数据表的屏幕截图，显示了与我上面绘制的电路类似的电路。两者都不涉及“黑匣子”驱动器电路的任何细节。 从MIC4102YM： 还有FAN7380：
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并联MOSFET：我可以使用一个公共栅极电阻，还是必须为每个MOSFET使用一个单独的电阻？
在计算单个MOSFET的栅极电阻时，首先将电路建模为串联RLC电路。其中，R是要计算的栅极电阻。L是mosfet栅极和mosfet驱动器输出之间的走线电感。C是从MOSFET栅极看到的输入电容（在mosfet数据手册中以给出）。然后，我计算出适当的阻尼比，上升时间和过冲的值。C我š 小号CissC_{iss}R 当存在多个并联的mosfet时，是否更改这些步骤。是否可以通过不为每个mosfet使用单独的栅极电阻来简化电路，还是建议为每个mosfet使用单独的栅极电阻？如果是，我可以C作为每个MOSFET的栅极电容器的总和吗？ 模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 特别是，我的目标是驱动由TK39N60XS1F-ND制成的H桥。每个分支将有两个平行的mosfet（总共8个mosfets）。MOSFET驱动器部分将包括两个UCC21225A。工作频率将在50kHz至100kHz之间。负载将是电感为31.83mH或更高的变压器的主要部分。
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如何减慢MOSFET的开关时间？
我的NMOS切换速度太快，无法适应我的应用程序。我正在向门中发送逻辑电平的方波（PWM）。对我而言，不幸的是，正如预期的那样，输出也是近方波。 如何使Vout更梯形？或以另一种方式说，我可以做的最简单的修改以降低输出的摆率？ 注意：（Vin）是施加在NMOS栅极上的电压＆（Vout）是在NMOS漏极上看到的电压。
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