Управление N-канальным MOSFET H-мостом от удвоителя напряжения

Я рассматривал возможность использования H-Bridge для повышения частоты сетевого напряжения с 60 Гц до 60–120 Гц.

Я планирую использовать Atmel Atiny84 для генерации тактовой частоты для управления мостом H. Сетевое напряжение будет выпрямляться мостовым выпрямителем, что дает мне номинально 240 В постоянного тока при токе до 50 ампер.

Я собрал в основном все детали, необходимые для этого, но, насколько я понимаю, высокая сторона H-моста требует либо использования P-канальных полевых МОП-транзисторов, либо напряжения выше, чем напряжение источника. Это связано с тем, что Vgsопределяет состояние проводимости MOSFET. Таким образом, если источник питается примерно при +240 В постоянного тока, мне нужно как минимум +252 В постоянного тока, чтобы большинство мощных полевых МОП-транзисторов были насыщенными и полностью проводящими.

В большинстве коммерческих схем используется «зарядный насос», встроенный в большой кремниевый блок, соответствующий спецификации. листы недоступны на. Итак, мой вопрос: если у меня уже есть 240 В переменного тока, могу ли я просто запитать любую из распространенных схем удвоения напряжения и получить 480 В постоянного тока? Ток, который мне нужен для затвора, мал, поэтому размер конденсатора не должен быть проблемой. Если бы я сделал это, я бы получил +240 В Vgs, что слишком много для полевых МОП-транзисторов обычной мощности. Но можно ли как-то подать это очень высокое напряжение в общую часть типа 7815, чтобы получить Vgsпримерно +15 В? Это может потребовать больше компонентов и быть менее эффективным, но мне все равно.

Возможно, это то, что вам нужно Fairchildsemi.com/datasheets/FA/FAN7382.pdf
Обратите также внимание, что ваше постоянное напряжение будет либо 170 В, либо 340 В, но ни в коем случае не 240 В...
@BrianDrummond Без нагрузки конденсаторы должны заряжаться до линейного напряжения * sqrt (2). Однако напряжение постоянного тока будет иметь значительные пульсации, поэтому номинально оно по-прежнему составляет 240 В постоянного тока.
Нет. Крышки будут заряжаться до 340 В и спадать на несколько вольт (конечно, не 100 В) до следующего пика. Однако это необходимо для получения выходного синусоидального напряжения 240 В (среднеквадратичное значение). (предположительно через ШИМ). Это не повлияет на ваш вопрос (см. хорошие ответы Энди и Роба), но повлияет на рейтинг ваших компонентов.

Ответы (2)

Если вам нужно поднять напряжение для вашего сигнала, чтобы запустить N-канальный МОП-транзистор на верхней стороне вашего моста, вы можете использовать любой изолирующий преобразователь постоянного тока для вывода 12 В постоянного тока (изолированный) и соединить выход преобразователя «GND» с +240 В линии, которую вы хотите переключить.

Это помещает выход +12 В на 12 В выше «виртуальной земли» вашей линии + 240 В постоянного тока, таким образом обеспечивая напряжение 252 В для управления N-MOSFET (ами).

Вероятно, вы можете использовать простой трансформатор переменного тока с вторичным мостовым выпрямителем и сглаживающим конденсатором. Вторичный выход изолирован от первичного за счет зазора / изоляции, поэтому вполне разумно ожидать, что вторичный выход можно «поднять» до 240 В постоянного тока, который у вас уже есть. Что-то вроде вторичной обмотки 9 В переменного тока будет производить около 12 В постоянного тока после выпрямления и сглаживания.

Это может сработать, у меня есть целая сумка с небольшими трансформаторами (около 5 ВА), которые я снял с приборов. Я должен набросать схему и посмотреть, кажется ли это разумным.