Исходная информация
(Вы можете пропустить эту часть, если хотите просто ответить на вопрос, перейдя прямо к абзацу «Вопрос»)
Я любитель электроники и профессиональный программист. Я хочу больше узнать об электронике, и я решил разработать простой импульсный источник питания (см. схему ниже) исключительно для того, чтобы получить больше практического опыта и ощущений при работе с электронными компонентами. Конечно, я мог бы купить микросхему SMPS, которая творит за меня чудеса, но таким образом я бы мало чему научился. У меня есть двухканальный осциллограф (до 1 МГц), чтобы облегчить мне путешествие.
Схема рабочая, хотя и не оптимальная. Но достаточно хорошо для удовольствия. К моему удивлению, сигнал на затвор P-Mosfet показывает блок-волну! Когда я заменяю резисторы 10K в цепи драйвера на значительно более низкие значения, затвор P-mosefet больше не управляется блочной волной. Так что я предполагаю, что это связано с ограниченной скоростью переключения схемы драйвера (состоящей из Q1, Q2 и Q3).
L1 предназначен для ограничения пиковых токов, когда P-Mosfet проводит ток. C4 предназначен для буферной крышки при питании нагрузки. L1, по-видимому, выполняет свою работу, так как напряжение на C4 (и на нагрузке) достигает только ½ от 16 В постоянного тока. Таким образом, кажется, что 555 @ ~ 50DC здесь является ограниченным фактором. Но все в порядке, пока я знаю, откуда берется ограничение в 8 В на нагрузке! В этой схеме я мог бы не использовать 555 и не иметь рабочего цикла, но все же иметь «рабочий» регулируемый импульсный источник питания (можно я даже так его назову?). И я должен заменить LM2904 на компаратор вместо операционного усилителя. Но так ли это важно, поскольку скорость переключения уже отстает на Q1, Q2 и Q3?
Синий — это сигнал на затворе P-Mosfet. Желтый - это напряжение на нагрузке. Схема приводила в действие небольшой универсальный двигатель, когда был сделан этот снимок экрана. Как вы можете видеть, пульсации напряжения на нагрузке довольно высокие (1,04 Впик-пик), но затвор P-Mosfet (Q4) приводится в движение с приятной регулярной блочной волной.
Синяя линия — это ворота P-Mosfet. Гейт включается/выключается за 1,2 мкс. Это достаточно быстро? Желтая линия – это напряжение на нагрузке. Да, и да, не следует забывать: после ~10 минут работы пассивный радиатор (именно такого типа: http://nl.farnell.com/jsp/search/productdetail.jsp?SKU=4621311 ), прикрепленный к Q4, отключается. теплее вроде не стало, пока напряжение на нагрузке < 1 вольта. Таким образом, «падение» ~ 15 В постоянного тока с блока питания на нагрузку! Таким образом, снижение напряжения на нагрузке действительно происходит за счет переключения, а не сопротивления в Q4.
Вопрос
Как я могу заменить P-MOSFET на N-MOSFET в этой схеме? Я думал о добавлении зарядного насоса до 30 В постоянного тока или около того (что-то вроде http://i210.photobucket.com/albums/bb292/frequencycentral/555ChargePump80-1.jpg ) с 14,5-вольтовым стабилитроном для управления N-MOSFET. ворота. Я попытался, но когда я подключил 30 В постоянного тока к затвору, оно рухнуло до напряжения верхней шины ~ 16 В постоянного тока, даже когда напряжение на стоке N-MOSFET составляло ~ 15 В постоянного тока (максимальное). Я до сих пор не понимаю, как Mosfet проводил, так как Vgs теперь было меньше двух вольт или около того!
D1 находится не в том месте (по крайней мере, на принципиальной схеме) - он должен быть на стоке Q4, а затем на землю / 0 В - разберитесь с этим, дайте нам знать, что произойдет, и рассмотрите возможность использования меньшего количества слов, чтобы получить лучший ответ - я прочитал это некоторое время назад и потерял волю к жизни, впал в кому, но выздоровел несколько минут назад!!
Честно говоря, чувак, занимайся делом, и ты получишь лучшие ответы (и немного быстрее).
Попытка заставить работать N-канал может быть сложной задачей, учитывая необходимость начальной загрузки. Я думаю, вам следует сначала попробовать что-то еще (и это потенциально научит вас большему об этом типе схемы). Это было бы естественным продолжением моей книги...
На данный момент я думаю, что ваша методика регулирования работает путем пропуска импульсов, т.е. когда выходное напряжение достаточно велико (несмотря на диод в неправильном месте), вы подавляете импульсы на пути к Q3, замыкая его затвор с Q2. Вместо этого попробуйте настроить 555 на переменный рабочий цикл (вместо фиксированного) и избегайте пропуска импульсов — переменный рабочий цикл даст лучшее напряжение пульсаций, и я думаю, что это более важно, чем пытаться заменить канал P каналом N — там существует множество понижающих регуляторов, использующих P-канал для Q4. Хорошо, возможно, линейная технология склонна использовать N каналов на многих устройствах (с начальной загрузкой), но не стыдно использовать P-канал и строить с нуля.
Конечно, есть много долларов, которые используют пропуск импульсов, но лучшая производительность достигается за счет модуляции ШИМ / рабочего цикла. Если у вас это получится, попробуйте использовать N-канальный полевой транзистор для замены обратноходового диода (D1, который, кажется, находится в неправильном месте на схеме). Это дает вам синхронный понижающий преобразователь и лучшую эффективность.
Если я неправильно прочитал вашу схему, не стесняйтесь, скажите мне (в нескольких словах, но с точностью).
Майк де Клерк
Майк де Клерк
Майк де Клерк