Могу ли я управлять N-канальным МОП-транзистором верхнего плеча с транзистором NPN и дополнительной батареей? (Н-мост)

Я читал дискуссии об использовании только N-канальных МОП-транзисторов в схемах h-моста. Я часто вижу в списке такие вещи, как оптоизоляторы. Пример: управление N-канальными МОП-транзисторами верхнего плеча в H-мосте.

Но почему я не могу просто использовать обычный транзистор, такой как 2N3904, для управления дополнительным напряжением моего N-канального МОП-транзистора? Простите мой грубый рисунок:введите описание изображения здесь

Я протестировал половину H-моста со светодиодами в качестве нагрузки. Это сработало, за исключением того, что каждый раз при переключении полевых МОП-транзисторов раздавался таинственный щелкающий звук. Правая сторона рисунка неполная. Дополнительная батарея предназначена для повышения напряжения на затворах MOSFET верхнего плеча. Есть ли что-то критично неправильное в этой конструкции? Я могу быть очень смущен. Спецификации: https://www.mouser.com/datasheet/2/196/irlb8748pbf-1227971.pdf https://www.mouser.com/datasheet/2/308/2N3904-1118515.pdf

Кстати, полевые транзисторы имеют внутренние «корпусные» диоды, поэтому вам не нужны внешние диоды между истоком и стоком.

Ответы (3)

Хотя концептуально ваша схема будет работать для включения полевого транзистора высокой стороны, с ней есть несколько серьезных проблем:

  1. Вы должны убедиться, что используемое вами устройство FET может выдерживать +/- напряжение на GS. В вашем случае с IRLB8748 он может выдерживать +/-20 В. Другие устройства могут не выдержать такое высокое напряжение привода.

  2. Подтягивающий (включающий) резистор с очень высоким значением приведет к очень медленному времени включения. В вашем случае полевой транзистор имеет довольно высокую емкость затвора, и вы должны зарядить его от 0 до примерно 16 В, чтобы включить переключатель полевого транзистора с высокой стороны.

  3. Резистор с очень высоким базовым номиналом на 2N3904 приведет к длительному времени выключения переключателя на стороне высокого напряжения. При базовом токе всего в мкА ваш транзистор будет действовать как разряд постоянного тока, а с высокой емкостью затвора для выключения устройства требуется много времени, что может привести к значительному сквозному току.

Большинство бутстрапных драйверов верхнего плеча могут обеспечить несколько ампер заряда и разряда для затвора полевого транзистора. Есть причина, по которой это делается... это предсказуемо и быстро, а ваша схема далека от предсказуемой или быстрой.

Я настоятельно рекомендую вам не использовать вашу схему без существенных изменений. Прочтите драйверы High Side в качестве отправной точки. Возможно, начнем здесь , прежде чем решить, как действовать дальше.

Спасибо. Я знал, что что-то заставляло одни ворота переключаться быстрее, чем другие, что вызывало этот «сквозной» ток. Должно быть, это был щелкающий звук и странные токи, которые я видел. Ваше объяснение очень полезно.

В дополнение к ответу Джека, который вызывает несколько обоснованных опасений, щелчок в такой цепи часто вызывается очень большими токами, протекающими от V + (12 В в вашем случае) к земле. Это создает большие магнитные поля, которые могут заставить вещи двигаться (генерируя акустический шум), а также заставляет любые керамические конденсаторы, находящиеся между V+ и землей, издавать шумы (большинство керамических конденсаторов являются пьезоэлектрическими, что означает, что они могут как вибрировать в ответ на напряжение, так и генерировать напряжение в ответ). к вибрациям). Это часто происходит, когда оба МОП-транзистора кратковременно включаются во время переключения. Это может повредить МОП-транзисторы либо из-за перегрузки по току, либо из-за генерирования скачков напряжения на индуктивности, которая является неотъемлемой частью проводки источника питания.

да, это сработает. но это может быть не очень удобно, часто вместо аккумулятора используется какой-то насос заряда.

Спасибо! В моем случае батарея может быть более удобной, потому что в моей машине уже есть дополнительная батарея. Щелкающий звук, вероятно, не связан с проблемой аккумулятора/зарядного насоса?
Звук щелчка может исходить от вашей нагрузки в результате прохождения через нее тока, и в этом случае все может быть в порядке. Если это исходит от вашей доски, то, вероятно, происходят Плохие Вещи.