Двухтактная конфигурация с одним мосфетом

Я имею дело с простым приложением, в котором мне нужно управлять чисто резистивной нагрузкой и управлять ею по напряжению. Я управляю нагрузкой через ШИМ-сигнал, поступающий от микроконтроллера в логике 5В. Частота ШИМ может быть легко установлена ​​от нескольких герц до нескольких кГц. Напряжение питания 24В, максимальный потребляемый ток 15А. Интересно, каковы преимущества использования более сложной двухтактной конфигурации по сравнению с использованием одного мощного мосфета? Я знаю, что двухтактные конфигурации обычно считаются более эффективными, но как насчет использования одного MOSFET с чрезвычайно низким rdson? Например, одного IRFS7430-7PPBF будет достаточно? При требуемых значениях тока этот MOSFET рассеивает всего 0,17 Вт в наихудших условиях. На данный момент я бы предпочел конфигурацию с одним мосфетом более сложной и дорогостоящей двухтактной конфигурации. Что делать, если необходимо линеаризовать выходной сигнал каскада возбуждения с катушкой индуктивности и конденсатором? Будет ли двухтактная конфигурация давать большие преимущества по сравнению с одним мосфетом?

Кроме того, вы забываете, что рассеиваемая мощность выше из-за коммутационных потерь, очень сложно представить, что вы имеете в виду, вы можете показать некоторые схемы.

Ответы (1)

Если вы не возражаете, что резистивная нагрузка получает ШИМ-сигнал с усилением мощности, то наиболее эффективным будет один полевой МОП-транзистор, переключаемый на частоте ШИМ.

Если вы не возражаете (потому что вам нужно линейное напряжение, пропорциональное рабочему циклу на нагрузке), то двухтактный с фильтрацией индуктора и конденсатора будет наиболее эффективным. Следующим наиболее эффективным будет один полевой МОП-транзистор с диодом захвата обратной ЭДС, но диод будет рассеивать довольно много ватт.

Однако решение с одним полевым МОП-транзистором сложнее сделать с точки зрения отношения метки к пространству. Двухтактная версия обеспечивает среднее выходное напряжение, которое равно рабочему * входному напряжению, т.е. в значительной степени зависит от значения нагрузки.

Вы можете спроектировать чисто линейное решение с одним полевым МОП-транзистором, но это будет производить много тепла.

Хорошо. Так что, если я правильно понял, если мне нужно линеаризовать выход и получить плавный преобразователь постоянного тока, лучше использовать двухтактный по одному мосфету. Если я не хочу линеаризовать выход, я могу использовать один мосфет. В этом случае резистивная нагрузка (простой резистор нагревателя) будет получать импульс прямоугольной формы «мощности».
Если это простая резистивная нагрузка для нагрева, используйте один полевой МОП-транзистор, но у меня возникнет соблазн включить обратноходовой диод для паразитной индуктивности проводов.