Yüksek taraf MOSFET sürücüsü için önyükleme devresi

N-kanal yüksek taraf MOSFET'i değiştirmek için MOSFET sürücü IC'lerinde bootstrap sürücülerinin çalışmasına çok aşinayım. Temel operasyon bu sitede ve diğerlerinde kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır.

Anlamadığım şey, yüksek taraf sürücü devresinin kendisidir. İyi bir sürücü büyük miktarda akım ittiği ve çektiği için, VH pimini yüksek veya düşük sürmek için IC içinde başka bir transistör çiftinin olması mantıklıdır. Baktığım birkaç veri sayfası, bir P-kanal / N-kanal çifti (veya PNP / NPN) kullandıklarını gösteriyor. IC yongasının yapısını alıp, devrenin şöyle göründüğünü hayal ediyorum:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Görünüşe göre, bir özyineleme sorunu getirdik. "Kayan" olarak işaretlenen düğümün herhangi bir keyfi yüksek voltaj olabileceğini varsayarsak, sürücüyü sürmek için başka bir sürücüye ihtiyaç duymayan M3 ve M4 nasıl çalışır ( ve böyle devam eder )? Bu aynı zamanda yüksek taraf sürücünün nihayetinde bir tür mantık seviyesi sinyali ile kontrol edildiği varsayılmaktadır.

Başka bir deyişle, keyfi olarak yüksek bir yüzer voltaj verildiğinde, M3 ve M4'ün itme-çekme sürücüsü, yongadan kaynaklanan bir mantık seviyesi sinyali ile nasıl etkinleştirilir?

Açıklama noktası: Sorduğum özel soru, yalnızca mantık düzeyinde bir sinyalle yüksek taraf itmeli-çekmeli bootstrap sürücüsünü etkinleştirmekle ilgilidir. Yüksek taraf voltajı nispeten düşük olduğunda, bunun önemsiz olduğunu biliyorum. Ancak, voltajlar transistörlerde tipik Vds ve Vgs değerlerini aşar aşmaz, bunu yapmak zorlaşır. Bir tür izolasyon devresinin dahil olmasını beklerdim. Tam olarak bu devrenin neye benzediğini soruyorum.

M4'ün bir P-kanalı FET (veya PNP) olması durumunda başka bir önyükleme devresinin gerekli olmadığını kabul ediyorum. Ancak, harici transistörler ileri geri hareket ederken hem M4 hem de M3 için uygun Vgs'leri üretecek bir devreyi tasarlamakta zorlanıyorum.

Yukarıda çizdiğime benzer bir devre gösteren iki farklı veri sayfasından ekran görüntüleri. "Kara kutu" sürücü devresi hakkında hiçbir ayrıntıya girmeyin.

Gönderen MIC4102YM :

Ve FAN7380 :

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

$V_{cc}$$V_\text{High Voltage}$$V_{BS}$

$V_\text{Boot Strap}$

Aşağıdaki şemada, VCC, devrenin geri kalanının voltaj kaynağıdır. MOSFET kapalıyken, bagaj kayışı devresinin topraklaması devre topraklamasına bağlanır, böylece C1 ve C2 Vcc seviyesine kadar şarj olur. Giriş sinyali MOSFET'i açmak için geldiğinde, kapı tahrik devresinin topraklaması MOSFET'in boşaltma voltajına yükselir. D1 diyotu bu yüksek voltajı bloke edecektir, bu nedenle C1 ve C2, çalışma devresi sırasında sürüş devresini besleyecektir. MOSFET tekrar kapandığında, C1 ve C2 kayıp yüklerini VCC'den doldurur.

Tasarım kriterleri:

• RB, D1'e zarar vermeyecek kadar düşük seçilmelidir.
• C2 kapasitesi, en uzun zamanında sürüş devresini besleyecek kadar seçilmelidir.
• $V_\text{High Voltage} - V_\text{CC}$

Giriş sinyali bagaj kayışı devresinden izole edilmelidir. Bazı olası izolatörler:

Optokuplörü

$\mu$$\mu$

Darbe Transformatörü

Darbe transformatörü, dikdörtgen darbelerin aktarılması için kullanılan uzaysal bir transformatör tipidir. Parazitik kapasitans ve endüktanstan kaçınmak için daha az sayıda dönüşleri ve azaltılmış dönüş sayısı nedeniyle endüktans kaybını telafi etmek için daha büyük çekirdekler vardır. Optokuplörlerden çok daha hızlıdırlar. Gecikme süreleri genel olarak 100ns'den kısadır. Yukarıdaki resim yalnızca açıklama amaçlıdır. Pratikte, sağlayabilecekleri akım MOSFET'i hızlı sürmek için yeterli değildir; bu yüzden pratikte ek devrelere ihtiyaç duyarlar.

İzole Kapı Sürücüsü

Yalıtılmış kapı sürüşü nispeten yeni bir teknolojidir. Kapı sürüşünün tüm karmaşıklığı tek bir yongada kapsüllenmiştir. Darbe transformatörleri kadar hızlıdırlar, ancak birkaç amper tepe kapısı akımı sağlayabilirler. Bazı ürünler ayrıca çip üzerinde izole edilmiş DC-DC dönüştürücüler içerir, bu nedenle önyükleme gerektirmezler. Ancak, tüm bu süper özelliklerin bir maliyeti var.

Um, IC'nin dahili "seviye kaydırma" devresi vardır.

Ve seviye kaydırma devresi belki böyle, FAN7380 ile benzer:

$V_{SRC}$$V_{BST}$

Ve aşağıda IR2110'un blok şeması (Uluslararası Doğrultucu AN978-b'den):