Драйвер H-моста

А как же БЖТ? Это хорошая идея управлять P-MOSFET через BJT?

Это нормально, неважно, что вы используете для управления мосфетами h-моста, а также время, необходимое для изменения напряжения затвора.

Есть две проблемы:

1. Длительное время переключения
2. Верхняя и нижняя стороны включены одновременно

Длительное время переключения рассеивает тепло в MOSFET. Если MOSFET полностью выключен, он имеет очень низкий ток/высокое сопротивление и мало рассеивает мощность. Если полевой МОП-транзистор полностью включен, он имеет высокий ток/низкое сопротивление и большее рассеивание мощности, но у многих полевых транзисторов Rdson меньше 1 Ом или находится в диапазоне мОм, поэтому большие токи все равно будут рассеивать тепло, которое может выдержать корпус.

Проблема когда напряжение на затворе где-то посередине, а сопротивление в мосфете равно нагрузке. В этот момент полевой транзистор будет рассеивать ту же половину мощности в нагрузке (и это точка пиковой мощности). Это может произойти только в течение короткого времени, которое будет зависеть от большого количества факторов, тока, сопротивления полевого транзистора, емкости затвора и других емкостей полевого транзистора при быстром переключении.

Еще одна вещь, которую вы хотите избежать, это то, что верхняя и нижняя сторона включены одновременно, это может быть сложнее при одновременном использовании p-ch и n-ch (я обычно использую все n-ch, на высокой стороне становится трудно включить ворота, но есть много способов преодолеть эту проблему).

В конце дня лучше всего использовать симуляцию спайса, чтобы убедиться, что фетры не сгорают.

Что вы думаете сейчас?

Я думаю, вам, вероятно, следует смоделировать это в пакете специй LT spice, обычно в том, к которому я иду. В целом дизайн выглядит намного лучше, и высокая часть моста должна переключаться быстрее.

Причина в том, что есть много проблем, которые легче обнаружить. Гораздо легче увидеть, выключены ли обе стороны: верхняя и нижняя одновременно.

Обязательно проверьте рассеиваемую мощность деталей. Также хорошо моделировать нагрузки, особенно нагрузки, которые могут изменить пусковой ток. Индуктивность проводов или емкостных элементов может вызвать проблемы для h-моста.

Другая проблема, с которой вы можете столкнуться, — это переключение направления двигателя, поскольку двигатель представляет собой большой индуктивный элемент, на который также могут влиять противо-ЭДС и механическая нагрузка. Вероятно, было бы разумно не переключать направление сразу, так как это будет генерировать большое количество тока и сгорать элементы, я также зависит от двигателя. Если вы переключаете направление, вы можете подождать некоторое время, пока двигатель замедлится, а затем повернуть на другую сторону.

Я построил вашу схему (в реальной жизни), но изменил значения сопротивления для обеих сторон High / Low на 10k/460 (вместо 100K/10K для стороны High и 10K/100 для стороны Low соответственно), и она работает хорошо. Я изменил сопротивление, чтобы иметь возможность использовать оптопару LTV-846 для управления и не беспокоиться о подключении биполярных транзисторов и их схем.

В общем, на 12В заработало, как задумано, но я не думаю, что можно перейти на 24В. Я измерил с помощью осциллографа и заметил, что «блокирующий» P-MOSFET на верхней стороне видит напряжение от затвора до стока, равное напряжению, приложенному к нагрузке. Таким образом, если проводящая ветвь подает на нагрузку 24 В, блокирующий P-MOSFET видит эти 24 В от затвора до стока.

Я знаю, что предел затвора 20 В должен быть от затвора до истока (который в вашей конструкции защищен Zenner), но это напряжение от затвора до стока каким-то образом разрушило один из моих полевых МОП-транзисторов высокого уровня. Я измерил напряжение на Zenner, и оно очень нечеткое, но остается на уровне 5 В или около того. На 12В все нормально.