Схема ограничения тока с P-Channel MOSFET

Я разрабатываю простую схему ограничения пускового тока с P-Channel MOSFET:

введите описание изображения здесь

Моделирование показывает источник 48 В, который включается с довольно быстрым временем нарастания 1 нс. Конденсатор Drain-Gate Cinrush должен вызывать медленное включение МОП-транзистора. Однако в течение времени нарастания источника в 1 нс ток показывает экстремальное значение 1 кА.

введите описание изображения здесь

Что вызывает этот высокий пик тока?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Также правильно ли я понимаю эту схему: при первом включении источника он ограничен только R1. Затем Cinrush будет заряжаться до напряжения VG, которое определяется делителем напряжения R1 и R2. Постоянная времени R1*Cinrush (без учета всех паразитных)?

Добавьте некоторое практическое сопротивление (последовательное сопротивление) к источнику напряжения.

Ответы (2)

Типичная модель MOSFET имеет емкость DS и емкость GS и лишь небольшое количество последовательной индуктивности (в основном из-за корпуса).

Подавая на вход время нарастания 1 нс, вы видите эффект этих паразитных элементов. Они существуют в реальности.

Если в действительности возможно время нарастания 1 нс (или даже 10 нс), вы можете добавить некоторый последовательный импеданс для ограничения тока, если такие элементы (сосредоточенные или из-за импеданса трассы и проводки и т. д.) еще не существуют.

Изначально VS=VD=VG=0. Когда вы внезапно подаете 48 В на VS, VD и VG равны 0. Это мгновенно включает X2. X1 быстро подтянет гейт до 48-Vz, но только когда Cinrush слегка зарядится, а его заряд плюс VD поднимет VG до VS-Vg, ограничение броска начнет работать.

Рассчитайте соотношение между 48 В и Vg,th и добавьте конденсатор от истока к затвору, который намного выше, чем Cinrush, чтобы поднять затвор с приложенной мощностью. Например, если ваш минимальный порог затвора составляет 1 В, установите предел затвора-источника на 4800 пФ или более.

Ваша схема работает хорошо, если вы подаете питание, включая полевой транзистор с уже поданным 48 В, но для работы при внешнем включении 48 В требуется дополнительная крышка.

да, но даже тогда пик появляется, когда мгновенный ток замыкается на землю через все конденсаторы, ограниченные только импедансом источника (который я еще не заложил в симуляцию).
Да, три конденсатора обеспечивают путь к земле, но в реальной жизни этот путь составляет около 100 нФ (может быть, немного больше, если принять во внимание паразитные помехи). Если даже такой бросок для вас слишком велик, попробуйте включить резистор последовательно с Cinrush.
хорошо, и с добавлением крышки от S до G начальное напряжение, которое ворота «видят», будет 48 В, а X2 выключен. Только после зарядки добавленного конденсатора S на G полевой транзистор включится. Но зачем мне еще Cinrush?
Только с Csg зарядка колпачка удерживает его в выключенном состоянии до тех пор, пока не будет достигнут порог ворот, после чего он быстро полностью включается. Cinrush, с другой стороны, продолжает обеспечивать отрицательную обратную связь, повышая напряжение затвора по мере роста VD, по сути, становясь регулятором скорости нарастания для VD. Только после VD ~= VS X2 полностью включается. Это не совсем регулятор постоянного тока, потому что допустимая величина пускового тока изменяется в зависимости от Cin.
И есть ли простой способ, как рассчитать время от порога до полного открытия полевого транзистора? Я провел некоторые симуляции и исследования, но, поскольку это сильно зависит от параметров MOSFET, его нельзя просто рассчитать.
Это зависит от времени нарастания Cin, которое определяется Cinrush+CGD и R2. Обратите внимание, что амперы — это C/s, а фарады — это C/V, где C — это кулоны. R2 будет иметь довольно постоянное напряжение, Vs-Vgs, во время рампы, так что ток будет постоянным. Таким же током будет заряжаться Cinrush+CGD, так что вы можете найти скорость нарастания, которую выдержит система. Затем можно рассчитать ограниченный пусковой ток, сравнив скорость нарастания с Cin.
Схема ограничения тока с P-Channel MOSFET
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v