МОП-транзистор P-channel High Side нагревается, когда не используется

Вы отключаете клеммы источника Q3/Q4 от земли с помощью Q5, чтобы они вышли из-под контроля. Без соединения между клеммой истока Q3/Q4 и землей они, по сути, вышли из-под контроля, потому что выход направления вашего оптопары связан с землей, но между вашими оптическими датчиками и Q3/4 Vgs нет токовой петли. Единственная причина, по которой они остаются проводящими, заключается в том, что Q3/Q4 накопили заряд в своей емкости затвор-исток, поэтому могут оставаться включенными, когда Q5 перестает проводить. Вы проходите через него (вы не можете изменить состояние проводимости Q3 или Q4, пока Q5 не проводит), но вы этого не замечаете из-за того, как используется схема.

То, что вы заметили, — это влияние на Q1/Q2. Q1/Q2 имеют подтягивающий резистор, который разряжает их емкость затвор-исток, когда транзистор Q5 перестает проводить ток. Когда Q5 перестает проводить ток, ток, который удерживает Vgs Q1/Q2 заряженными против подтягивающего резистора, разряжающего Vgs, исчезает. Q1 / Q2 в основном пытаются отключиться каждый раз, когда вы открываете Q5, а затем нужно снова включить, и похоже, что у них проблемы с этим.

ОБНОВЛЯТЬ:

Правильный. Обновленная схема, которую я описал, выглядит как ваша обновленная схема.

Если вы выберете NMOS для нового Q5, вам понадобится привод с плавающим затвором верхнего плеча.

Если вы выберете PMOS, все может быть проще. Помните, что напряжение между затвором и истоком — это все, о чем заботится МОП-транзистор. Источник PMOS фиксируется на +V, поэтому для достижения соответствующих Vgs для управления PMOS затвор должен управляться между +V и +V-Vgate, где Vgate — это напряжение для достижения номинального RDson в таблице данных, а не Vgth . Vgth едва заставляет PMOS работать, что бесполезно при использовании его в качестве коммутатора; Вы хотите полностью дирижировать.

Самый простой способ сделать это — просто подтянуть вентиль PMOS до упора на GND, но если ваш +V достаточно высок, то максимальное значение Vgs на PMOS будет превышено. Если это так, то вам нужно включить такие вещи, как стабилитроны, чтобы ограничить, насколько ниже +V PMOS Vg может быть притянут к земле.

Поскольку это привод затвора, вы будете использовать ШИМ, он будет включаться и выключаться на высокой частоте, поэтому вам нужно помнить о том, как быстро может заряжаться и разряжаться емкость затвор-исток. Таким образом, такие вещи, как подтягивающие резисторы затвора на 2,5 кОм, которые вы использовали в других местах, не будут оптимальными; У них будет постоянная времени RC с емкостью затвора, которая может быть слишком медленной для вашей частоты ШИМ.

Вместо этого вы можете подумать о замене подтягивающих резисторов на подтягивающие транзисторы. Таким образом, вместо подтягивающего резистора и подтягивающего NMOS у вас есть подтягивающий PMOS и подтягивающий NMOS, которые вместе образуют тотемный столб.

Пробой все еще может быть здесь проблемой, но, поскольку токи ниже, вы можете использовать резисторы, чтобы ограничить сквозной ток и допустить потери. Вы не хотите усложнять привод затвора, потому что тогда вы начнете получать схемы, которые являются фракталами друг друга.

Другой подход, который иногда работает, заключается в том, чтобы перевернуть PMOS и NMOS в схеме управления затвором, чтобы PMOS был внизу, а NMOS сверху, который действует больше как двухтактный усилитель, поэтому не может пробиваться, но также и не работает. t так же эффективен, как переключатель. Но это, как правило, допустимо, если токи управления затвором малы.

ВТОРОЕ ОБНОВЛЕНИЕ:

Упс. Виноват. При использовании Q5 на стороне высокого напряжения PMOS Vgs по-прежнему разряжается, когда Q5 не проводит ток, потому что Q5 имеет встречно-параллельный паразитный корпусной диод. Это обеспечивает путь для Cgs по контуру, который включает в себя Q5 и подтягивающий резистор, для разрядки. Если вы действительно хотите придерживаться использования Q5, поставьте диод последовательно с Q5, чтобы ток не мог течь в обратном направлении через внутренний диод Q5 (вы можете видеть это на условном обозначении. В результате почти все дискретные МОП-транзисторы имеют паразитный корпусной диод). способ, которым они изготовлены. Им это не нужно, но они часто делают 99% времени. Когда они не имеют, у них есть четвертая клемма корпуса. Я никогда не видел такого силового дискретного МОП-транзистора. Только несколько сигнальных МОП-транзисторов специального назначения).