управление N-канальными МОП-транзисторами верхнего плеча в H-мосте

Каков наиболее эффективный / лучший способ сделать H-мост? Мне нужны низкие потери мощности, но также быстрое время переключения, так как я буду использовать ШИМ. Я рассматривал возможность использования 2 P-канальных и 2 N-канальных МОП-транзисторов, чтобы сделать это. Но я понял, что устройства с P-каналом имеют гораздо более высокое сопротивление канала, что приводит к большим потерям мощности.

Итак, я рассматривал возможность использования 4 N-канальных МОП-транзисторов, но проблема заключается в напряжении затвора. Мой источник питания будет примерно 15 В, и я собираюсь использовать Arduino / Atmega для ШИМ-сигнала (5 В). Итак, мне интересно, как лучше всего усилить это напряжение на затворе, чтобы N-канальные полевые МОП-транзисторы с высокой стороны включались, а также давали мне быстрое время переключения. Или я копаю себе яму и должен просто придерживаться P-канала?

На самом деле здесь есть по крайней мере три проблемы, каждая из которых достаточно сложна, чтобы задавать отдельные вопросы: 1) параллельное управление полевыми МОП-транзисторами, 2) использование N-канальных полевых МОП-транзисторов для верхней стороны и 3) разработка надлежащего драйвера затвора для быстрого переключения МОП-транзисторов. Если общие ответы, уже представленные здесь, не касаются вашего вопроса, я предлагаю вам отредактировать или задать новый, чтобы он был более конкретным.
Сколько тока? О каких скоростях переключения идет речь? Рассматривали ли вы интегрированное решение (IC)?
1) Что вы подразумеваете под низкими потерями мощности? 2) Говоря, что вы будете управлять им с помощью ШИМ, вы имеете в виду, что вы будете использовать LPF для интеграции ШИМ, или каждая высокая фаза ШИМ должна открывать МОП-транзисторы?
Я не иронизирую, судя по вашей формулировке, вы не знаете, что они существуют. ИС драйвера затвора
Взгляните на веб-сайт OSMC (контроллер двигателя с открытым исходным кодом), на котором приведены примеры схем (по крайней мере, для управления двигателем), но вам нужно предоставить больше информации для более точного ответа, см. предыдущие комментарии.
Смотрите мой ответ на electronics.stackexchange.com/questions/78943/…
@ Мэтт Андерсон Я думаю, что если вы не саркастичны, вы, по крайней мере, не так сильно помогаете. ИС драйвера затвора не являются стандартом и имеют много плюсов и минусов, поскольку имеют так много типов реализации. Для бесконечного времени включения переключателя верхнего плеча микросхема привода затвора с загрузочным затвором не будет работать (только при использовании изолированного источника питания для верхнего плеча, поэтому загрузочный затвор не будет использоваться).

Ответы (2)

Я полагаю, что под потерей мощности вы имеете в виду рассеивание мощности на транзисторах.

Таким образом, в этом случае P-канальные МОП-транзисторы имеют высокое сопротивление во включенном состоянии, поэтому для сильноточных приложений обычно также используется N-канал в верхней части моста.

Для управления верхними транзисторами у вас есть несколько вариантов. Некоторые из них:

  • Импульсные трансформаторы
  • ИС привода затвора, которые могут иметь различную топологию, например загрузочную.
  • Изолированный источник питания с регулятором уровня
  • Изолированный источник питания с оптоизоляторами

Все со своими особенностями.

Немного хорошей заметки о приложении http://www.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf

С моей точки зрения, вы можете выбрать предварительный драйвер для управления Н-мостом. Насколько я знаю, у Infineon есть много микросхем для решения вашей проблемы. И если вы хотите спроектировать схемы с низкими потерями мощности, вам лучше сосредоточиться на Rdson и Qg вашего Mosfet. P-канал не рекомендуется. Потому что его высокий Rdson.