Как рассчитать резистор затвора MOSFET?

При чтении графиков часто возникает путаница. Некоторые показывают Vgs и ID против Q в таблицах данных и против t в учебниках. Между тем объемное сопротивление Rd диода неизвестно, когда возрастающее напряжение обходит 1K.

Для меня было бы более разумно использовать обратный диод как для таблицы данных, так и для соответствия графикам Q и t для возрастающего входа. Кроме того, именно так их использует большинство мостов. Вы хотите, чтобы время включения было медленнее, чем время выключения, чтобы создать мертвое время и избежать перекрестной проводимости в течение некоторого периода, например 1 мкс, в зависимости от нагрузки L/RdsOn. В противном случае вы получите непрерывную проводимость в дросселе и отказ перекрестной проводимости в двухтактных полевых транзисторах.

Обратите внимание, что C быстро возрастает между Vgs(th) и вплоть до 2-3-кратного значения этого порога, где RdsOn достигает почти номинального низкого значения, но не совсем.

Поэтому я предлагаю вам использовать диод в режиме Fwd для выключения с его сопротивлением в зависимости от номинальной мощности диода Rs [Ом] ~ 1/2P[Ом], (примерно +/- 50%) и Rg, выбранного для определения Ваше мертвое время порядка 3~5x Rs диода. Вы можете добавить небольшой R последовательно с диодом, чтобы уменьшить приблизительные допуски для более стабильных производственных результатов.

Это не предназначено для того, чтобы дать вам полный ответ, но есть над чем подумать. 1us в зависимости от L может варьироваться в широких пределах. Обычно это разница между наихудшим случаем Tdt = время включения {включения-выключения}.

это не просто$Q=I_g*t$поскольку на него также влияет$I_d=C_{gd}*dV_{gd}*dt$

Я не хочу делать это ответом с одной ссылкой, поэтому я напишу краткое изложение, но вам действительно следует прочитать это приложение .

Если я использую уравнение Q=CV, я могу найти заряд

Не совсем. Емкость MOSFET зависит от Vgs и Vds. Кроме того, большая часть заряда затвора связана с эффектом Миллера через Cgd:

Сначала полевой транзистор выключен, а Vds обычно равно напряжению питания Vcc. Затем напряжение затвора возрастает по мере того, как ток заряжает Cgs. Как только пороговое напряжение достигнуто, полевой транзистор начинает проводить, и Vds падает. Это вызывает изменение напряжения на Cgd, а конденсатор с переменным напряжением на нем подразумевает ток. Таким образом, драйвер должен ввести весь заряд, необходимый для доведения напряжения на Cgd до его конечного значения. Как только полевой транзистор полностью включен, Vds становится довольно маленьким, а затем ток затвора снова используется для увеличения Vgs и уменьшения RdsON.

Во время переключения Cgd сильно меняется в зависимости от Vds, поэтому вы не можете использовать Q=CV, что подразумевает постоянный конденсатор. Вместо этого вы должны использовать значения таблицы или симуляцию с точными моделями.

Общий заряд затвора будет зависеть от конечного Vgs, а также от начального Vds (=напряжение питания). Ваш расчет игнорирует Cgd, поэтому вы недооцениваете Qg.

Теперь ваш первоначальный вопрос о значении резистора затвора. Это немного сложно. Более высокое значение резистора замедлит включение, но расчет того, сколько времени потребуется для зарядки затвора до Qg, всегда является большим приближением, поскольку затвор MOSFET не является конденсатором постоянного значения, а драйвер MOSFET обычно выдает напряжение, поэтому использование резистора с фиксированным значением приведет к высокому току в начале включения, но по мере увеличения напряжения на затворе ток будет снижаться ... как в RC-цепи.

Назначение резистора затвора - предотвратить колебания MOSFET, замедлить переключение, если вы хотите избежать проблем с электромагнитными помехами, и тому подобное. Если вы используете низкую частоту, то замедление переключения — отличный способ уменьшить электромагнитные помехи. В некоторых схемах используются разные резисторы для включения и выключения, с диодами или драйвером с двумя выходами; это способ настроить время переключения, чтобы избежать перекрестной проводимости при использовании двух полевых транзисторов в синхронном режиме.

Таким образом, значение резистора зависит от его предполагаемого использования ... чего вы не говорите.