Повышающий преобразователь для MOSFET верхнего плеча

Недавно я наткнулся на статью , объясняющую, как управлять полевым МОП-транзистором с высокой стороны, используя «отдельный изолированный источник питания, земля которого и земля схемы на основе МОП-транзистора изолированы». Однако после прочтения этой статьи я так и не до конца разобрался со схемой драйвера и возник ряд вопросов:

  1. Почему необходимо использовать изолированный источник питания, а не неизолированный источник питания, который просто повысит напряжение затвора до 12 В выше, чем напряжение «основного источника», в данном случае на 12 В выше +24 В относительно земли?
  2. изолированный источник питания, показанный на рисунке, представлен аккумулятором, как я могу заменить его повышающим преобразователем? (если вход повышающего преобразователя должен быть + 24 В и заземлен, а отрицательный выход подключен к источнику Q1 и положительной клемме там, где была положительная клемма батареи)
  3. какой эффект имеет отрицательная клемма изолированного источника питания, подключенная к источнику Q1?
  4. Есть ли изолированный повышающий преобразователь, который вы можете порекомендовать, учитывая небольшой ток, необходимый для управления затвором.
  5. если применить к H-мосту, мне понадобятся 2 отдельных изолированных повышающих преобразователя (один для левого высокочастотного привода и один для правого высокочастотного привода?)

Схема, предложенная в этой статье, приведена ниже:введите описание изображения здесь

Это не ответ, но почему: повышающий преобразователь для Mosfet высокого напряжения? Почему бы не использовать схему начальной загрузки?
Начальная загрузка завершится ошибкой при d=100%. Это может быть проблемой, а может и не быть.
Проблема заключается в невозможности достичь 100%-го цикла futy.

Ответы (3)

  1. Изолированный источник делает вещи очень простыми. Вы можете легко получить изолированные преобразователи постоянного тока, которые будут выдавать 12 В. Используя изолированный преобразователь постоянного тока, вы можете работать с выходом так же, как с батареей в вашей цепи. Вероятность взаимодействия между вашим изолированным приводом и остальной частью схемы меньше. Начиная с 3-4 долларов, это, вероятно, стоило бы вашего времени для одноразового решения или решения для небольшого объема.
  2. Вот почему вы не просто подключаете повышающий преобразователь для выполнения этой работы. Вероятно, вы могли бы использовать входной источник питания 12 В в качестве источника, а затем запустить его в прерывистом режиме. Регулировка напряжения питания вашего драйвера затвора является серьезной проблемой, поскольку вам, вероятно, понадобится что-то вроде стабилитрона для ограничения максимального напряжения. Кроме того, вам также понадобится текущий обратный путь для контура ускоренной зарядки, что может быть проблемой, если ваша нагрузка значительно уменьшится или будет отключена. Даже тогда я бы, вероятно, начал с топологии начальной загрузки и взломал повышающий преобразователь.
  3. Ваш драйвер затвора при подключении к истоку Q1 с изолированным источником питания напрямую настраивает затвор на напряжение источника. Он устанавливает напряжение затвор-исток либо на (Vsource + 12V), либо на (Vsource). В противном случае вам необходимо знать, какое напряжение источника, чтобы безопасно управлять затвором. Если на клеммы затвор-исток подается напряжение 36 В, ваш полевой МОП-транзистор, вероятно, выйдет из строя.
  4. Digikey/Mouser/etc... предлагает широкий ассортимент изолированных DC-DC преобразователей, которые генерируют фиксированное выходное напряжение. «Изолированного» повышающего преобразователя не существует (потому что он назывался бы как-то иначе). Вы, вероятно, сами по себе, если хотите, чтобы ваша идея повышающего преобразователя работала.
  5. Да.

Если вы используете повышающий преобразователь для повышения напряжения питания +24 В до +36 В, вам не обязательно нужен изолированный заземление. В схеме, которую вы нарисовали, используется изолированное заземление, чтобы батарея 12 В могла видеть заземление рядом с шиной питания + 24 В, оставляя поз. клемма аккумулятора ~ +36 В относительно вашей «основной» (24 В) земли. Использование повышающего преобразователя может дать вам те же +36 В без необходимости «обманывать» источник питания, чтобы обеспечить более высокий потенциал.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Вот (упрощенная) диаграмма того, что я имею в виду:упрощенная схема

  1. Почему бы просто не использовать повышающую схему, которая дает 30 с лишним вольт, и использовать ее? Одна из причин заключается в том, что напряжение 30 В+ нельзя использовать для управления затвором МОП-транзистора напрямую через переключатель (транзистор), потому что напряжение Vgs может быть близко к 30 В+, что превышает номинальные характеристики большинства МОП-транзисторов. Но это можно преодолеть с помощью простой регулировки напряжения.

  2. С конфигурацией на схеме вам нужен изолированный источник питания. Двумя лучшими кандидатами, вероятно, являются обратноходовой и двухтактный. Вторичная обмотка трансформатора будет обеспечивать изолированное питание, а заземление будет идти к истоку MOSFET.

  3. Не знаю, как ответить на этот вопрос. Это часть схемы.

  4. Практически любую повышающую схему можно легко использовать в качестве обратноходовой схемы с регулированием на первичной стороне, просто заменив индуктор трансформатором. Нетрудно приобрести готовые силовые катушки индуктивности с двумя одинаковыми изолированными обмотками, которые можно использовать в качестве обратноходового трансформатора. Этот метод более гибок в отношении уровней напряжения по сравнению со следующим.

Другим методом может быть двухтактный, если система имеет подходящее напряжение источника, которое может быть согласовано с удобным готовым двухтактным трансформатором с определенным коэффициентом обмоток, чтобы получить то, что необходимо. (Посмотрите, например, на TI SN6501).

  1. Для 2 отдельных изолированных преобразователей просто подключите первичные обмотки двух трансформаторов к одной и той же цепи преобразователя (с соответствующими номиналами компонентов). Регулирование не является критическим, и в приведенных выше предложениях в любом случае используется регулирование первичной стороны. И если в вашем приложении уже есть регулятор переключения, может быть легко отказаться от него.

Кстати, то, что дано на схеме, может и не быть (а может быть) оптимальным для вашего приложения (чего я не знаю). Например, вы упомянули H-мост, что означает, что вы хотите контролировать задержку переключения переключателей высокой и низкой стороны.