Повышение напряжения PWM для mosfet

Если MOSFET не открывается на логическом уровне вашего MCU, вам либо нужно:

• МОП-транзистор, который открывается при более низком VG (и дает вам достаточно стоковых усилителей при этом VG), или
• вам нужно использовать драйвер затвора MOSFET, который выполняет преобразование на логическом уровне.

То, что у вас есть с этим NPN, является работоспособным, хотя и базовым драйвером MOSFET.

Какой из этих двух подходов лучше, зависит от различных факторов... в первом случае вам нужны новые полевые МОП-транзисторы, во втором вы можете использовать существующие, но схема усложняется, а драйвер также не является бесплатным.

Есть также проблема с полевыми МОП-транзисторами с более низким значением Vgs: те, которые имеют как низкое напряжение, так и большой ток, как правило, поставляются в корпусах, которые неприятно паять вручную, например, NVTFS4823N достаточно похож на BUZ11 в терминах Rds и max Id, но даст вам больше. Id ток при более низком Vgs. Улов? Трудно паять вручную. Однако они не так уж плохи; BUK9219-55A поставляется в DPAK и рассчитан на 50 А с приводом затвора 3 В; также имеет достаточно хорошие RDS (по сравнению с BUZ11):

Драйверы Mosfet могут быть реализованы разными способами. Биполярный транзистор используется достаточно часто, потому что он дешев. Иногда используется пара двухтактных транзисторов ; они позволяют быстро выполнять оба перехода (включение и выключение). Вы можете найти такие пары транзисторов в одном корпусе, например MCH6541 .

Кроме того, если вам нужно смещение уровня (и здесь вы это делаете), добавьте еще один транзистор впереди), как в этом ответе :

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

(Резистор затвора зависит от того, есть ли у вас какие-либо проблемы со звонком с данным полевым МОП-транзистором.) Однако для требований к медленному переключению вам будет трудно определить разницу между 1-транзисторным (просто сдвигом уровня) и более быстрым драйвером (т.е. с дополнительные двухтактные транзисторы):

На самом деле, если вы также выполняете сдвиг уровня, вы можете оптимизировать один из транзисторов, используя тотемный столб с двумя NPN вместо двухтактного (но вам нужно добавить диод):

^{смоделируйте эту схему}

Существуют также более сложные драйверы ИС , в которых используются специально разработанные кривые управления затвором. Обычно это снижает потери при переключении и продлевает срок службы полевого МОП-транзистора. Некоторые из них выглядят не намного больше, чем транзистор по размеру и требованиям к подключению (4-контактные устройства), но в основном имеют что-то вроде приведенного выше внутри:

Улов? Они стоят дороже.

Используйте лучший МОП-транзистор. BUZ11 не предназначен для работы ниже 3 вольт: -

Если бы у вас было 4,0 вольта на затворе, двигатель на 2 ампера (например), вероятно, упал бы примерно на 0,3 вольта и рассеял бы 1,2 ватта. Не так уж плохо, но, на мой взгляд, самое простое решение - получить лучший MOSFET, такой как пакет SOT23 AO3416 : -

Падение напряжения мне кажется около 0,1 вольта, а рассеиваемая мощность будет около 0,4 ватта. Если это устройство смонтировано на небольшой печатной плате с некоторым количеством меди на печатной плате, преднамеренно выступающей в качестве радиатора, оно должно выдержать пару ампер.

Но, как всегда, прочитайте спецификации и подумайте о токах останова, и не забывайте об обратном диоде на двигателе, чтобы предотвратить разрушение MOSFET обратной ЭДС, когда ток двигателя прерывается, когда FET выключается.

Если не это устройство, то, скорее всего, найдутся другие, которые подойдут для вашего приложения.

В то время как другие ответы намного лучше технически и более рекомендуются в долгосрочной перспективе, дешевый и быстрый способ улучшить вашу схему (чтобы вы могли протестировать ее и решить, что вам нужно делать) — это использовать подтягивающий резистор меньшего размера.

Если вы измените R1, скажем, на 2K2~1K, вы заметите значительное улучшение времени включения (обратите внимание, что через T1 также будет протекать больший ток).