उच्च पक्ष MOSFET चालक के लिए बूटस्ट्रैप सर्किट


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एन-चैनल हाई-साइड एमएफएफईटी स्विच करने के लिए एमओएसएफईटी चालक आईसीएस पर बूटस्ट्रैप ड्राइवरों के संचालन से मैं बहुत परिचित हूं। मूल ऑपरेशन इस साइट और अन्य पर पूरी तरह से कवर किया गया है।

जो मुझे समझ नहीं आ रहा है वह हाई-साइड ड्राइवर सर्किटरी ही है। चूंकि एक अच्छा चालक बड़ी मात्रा में वर्तमान को धक्का देता है और खींचता है, यह समझ में आता है कि वीएच पिन को उच्च या निम्न ड्राइव करने के लिए आईसी के भीतर ट्रांजिस्टर की एक और जोड़ी मौजूद है। कई डेटाशीट्स पर मैंने देखा कि वे एक P- चैनल / N- चैनल जोड़ी (या PNP / NPN) का उपयोग करते हैं। आईसी चिप के निर्माण को दूर करते हुए, मुझे लगता है कि सर्किट कुछ इस तरह दिखता है:

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

ऐसा लगता है कि हमने केवल एक पुनरावृत्ति समस्या पेश की है। "फ़्लोटिंग" के रूप में चिह्नित नोड को मान लें कि कोई भी उच्च वोल्टेज हो सकता है, एम 3 और एम 4 कैसे संचालित होते हैं जो ड्राइवर को चलाने के लिए एक और ड्राइवर की आवश्यकता नहीं है ( और इसी तरह )? यह भी मान रहा है कि उच्च-साइड ड्राइवर को अंततः किसी प्रकार के तर्क-स्तर के संकेत द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

दूसरे शब्दों में, एक अनियंत्रित रूप से उच्च अस्थायी वोल्टेज को देखते हुए, M3 और M4 के पुश-पुल ड्राइव को तर्क-स्तर के संकेत द्वारा कैसे सक्रिय किया जाता है जो चिप से उत्पन्न होता है?

स्पष्टीकरण का बिंदु : मैं जो विशिष्ट प्रश्न पूछ रहा हूं उसका तर्क-स्तर के संकेत के साथ उच्च-साइड पुश-पुल बूटस्ट्रैप ड्राइव को सक्रिय करने के साथ ही करना है। जब उच्च-पक्ष वोल्टेज अपेक्षाकृत कम होता है, तो मैं मानता हूं कि यह तुच्छ है। लेकिन जैसे ही वोल्टेज ट्रांजिस्टर पर विशिष्ट वीडीएस और वीजीएस रेटिंग से अधिक हो जाते हैं, ऐसा करना कठिन हो जाता है। मैं उम्मीद करूंगा कि किसी तरह का अलगाव सर्किटरी में शामिल हो। वास्तव में क्या सर्किटरी की तरह लग रहा है कि मेरा सवाल है।

मैं मानता हूं कि यदि M4 एक P- चैनल FET (या PNP) है, तो एक और बूटस्ट्रैप सर्किट आवश्यक नहीं है। लेकिन मुझे एक सर्किट की कल्पना करने में परेशानी हो रही है जो एम 4 और एम 3 दोनों के लिए उचित वीजीएस उत्पन्न करेगा क्योंकि बाहरी ट्रांजिस्टर को आगे और पीछे स्विच किया जाता है।

यहां दो अलग-अलग डेटाशीट से स्क्रीन कैप्चर किए गए हैं जो कि ऊपर दिए गए सर्किट के समान हैं। न ही "ब्लैक-बॉक्स" ड्राइवर सर्किटरी के बारे में किसी भी विवरण में जाएं।

से MIC4102YM :
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और FAN7380 :
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दान, जब से आपने लिखा है कि आपने कई डेटाशीट्स को देखा है, तो क्या आप उनसे लिंक पोस्ट कर सकते हैं? यह एक अच्छा संदर्भ प्रदान करेगा।
निक एलेक्सीव

ज़रूर, मैं कुछ उदाहरणों के साथ प्रश्न को अपडेट करूंगा जो मुझे मिला।
डैन लैक्स

Dan, इस उत्तर में पहले मैंने FAN7380 जैसे बूटस्ट्रैप गेट ड्राइवर के संचालन को विस्तृत किया है।
निक एलेक्सीव

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निक, मुझे वास्तव में अपना प्रश्न पोस्ट करने से पहले वह उत्तर मिला (हालांकि तथ्य यह है कि मैंने FAN7380 डेटशीट से एक ही छवि का उपयोग किया है) एक संयोग है। मैं बूटस्ट्रैप गेट ड्राइव के साथ ड्राइवर आईसी का उपयोग करने के साथ काफी सहज हूं। विशिष्ट प्रश्न मैं पूछ रहा हूं कि गेट ड्राइव सर्किट वास्तव में कैसा दिखता है। बॉक्स को छवि में सिर्फ "ड्राइवर" के रूप में चिह्नित किया गया है। मूल रूप से, उस पहले प्रश्न के आपके उत्तर के चरण 4 के बारे में विशिष्ट विवरण।
दान लक्स

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ठीक है, पुश-पुल जोड़ी वह है जो मैंने अपने प्रश्न में समझी थी। मैं अभी भी कुछ याद कर रहा हूँ। मनमाने ढंग से उच्च अस्थायी वोल्टेज के लिए पुश-पुल ड्राइव कैसे सक्रिय होता है? यह मेरे सवाल का क्रूस है, मुझे लगता है।
Dan Laks

जवाबों:


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ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

वीसीसीवीउच्च वोल्टेजवीबीएस नोड । यह केवल प्रतिनिधित्व के लिए है।
नोट 2: ध्यान दें कि दो अलग-अलग प्रकार के आधार हैं। उन आधारों को सीधे एक दूसरे से नहीं जोड़ा जाना चाहिए।

वीबूट का पट्टा गेट ड्राइव सर्किट के लिए ) की ।

नीचे योजनाबद्ध में, वीसीसी बाकी सर्किट का वोल्टेज स्रोत है। जब MOSFET बंद होता है, तो बूट स्ट्रैप सर्किट का ग्राउंड सर्किट ग्राउंड से जुड़ा होता है, इस प्रकार C1 और C2 Vcc के स्तर तक चार्ज होते हैं। जब इनपुट सिग्नल MOSFET को चालू करने के लिए आता है, गेट ड्राइव सर्किट का ग्राउंड MOSFET के ड्रेन वोल्टेज तक बढ़ जाता है। डी 1 डायोड इस उच्च वोल्टेज को अवरुद्ध करेगा, इसलिए C1 और C2 ऑन-टाइम के दौरान ड्राइविंग सर्किट की आपूर्ति करेगा। MOSFET के फिर से बंद हो जाने पर, C1 और C2 VCC से अपने खोए हुए शुल्कों की भरपाई करते हैं।

डिज़ाइन का मानदंड:

  • आरबी को यथासंभव कम चुना जाना चाहिए जो डी 1 को नुकसान नहीं पहुंचाएगा।
  • C2 की क्षमता को सबसे लंबे समय तक ड्राइविंग सर्किट की आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त चुना जाना चाहिए।
  • वीउच्च वोल्टेज-वीसीसी

इनपुट सिग्नल को बूट-स्ट्रैप सर्किट से अलग किया जाना चाहिए। कुछ संभावित अलगाववादी हैं:

optocoupler

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μμ

पल्स ट्रांसफार्मर

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आयताकार दालों को स्थानांतरित करने के लिए पल्स ट्रांसफार्मर एक स्थानिक प्रकार का ट्रांसफार्मर है। परजीवी समाई और अधिष्ठापन से बचने के लिए उनके पास घुमावों की संख्या कम होती है और मुड़ने की संख्या कम होने से क्षति के नुकसान की भरपाई के लिए बड़े कोर होते हैं। वे ऑप्टोकॉपर्स की तुलना में बहुत तेज हैं। देरी के समय सामान्य रूप से 100ns से कम होते हैं। ऊपर चित्र केवल चित्रण के लिए है। व्यवहार में, वे जो वर्तमान प्रदान कर सकते हैं, वह MOSFET को तेज गति से चलाने के लिए पर्याप्त नहीं है; इसलिए उन्हें अभ्यास में अतिरिक्त सर्किटरी की आवश्यकता होती है।

गेट ड्राइवर को अलग कर दिया

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पृथक गेट ड्राइविंग एक अपेक्षाकृत नई तकनीक है। गेट ड्राइविंग की सारी जटिलता एक सिंगल चिप में एनकैप्सुलेटेड है। वे पल्स ट्रांसफार्मर के रूप में तेज़ हैं, फिर भी वे पीक गेट करंट के कुछ एम्पीयर प्रदान कर सकते हैं। कुछ उत्पादों में चिप-पृथक डीसी-डीसी कन्वर्टर्स भी होते हैं, इसलिए उन्हें बूट-स्ट्रैपिंग की भी आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, ये सभी सुपर फीचर्स एक लागत के साथ आते हैं।


hkBattousai, उत्तर लिखने के लिए समय निकालने के लिए धन्यवाद। यदि आप अंतिम तीन बुलेट बिंदुओं पर विस्तार करते हैं (जो मैंने पूछे गए प्रश्न को संबोधित करते हैं) और बूटस्ट्रैप ड्राइवरों की मूल बातें के बारे में विवरण हटा दें (जो कि मैं अपने प्रश्न के पहले पैराग्राफ में उल्लेख करता हूं कि मैं पहले से परिचित हूं), आप मेरे +1 है। ऑप्टो-आइसोलेटर सर्किट महान है और मैं ऐसे उत्तर पाने की उम्मीद कर रहा था जो पूरी तरह से ड्राइवर के उस हिस्से पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो बूटस्ट्रैप कैसे काम करते हैं की सामान्य मूल बातें के बजाय।
दान लाख

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मुझे लगता है कि हमें बूट-स्ट्रैपिंग का विवरण नहीं निकालना चाहिए। अन्य उपयोगकर्ता इससे लाभान्वित हो सकते हैं।
hkBattousai

मैं इसके साथ ठीक हूं, क्योंकि जब तक उत्तर अब ज्यादातर विशिष्ट प्रश्न पर केंद्रित है (जैसा कि अभी है)। धन्यवाद और +1।
डैन लक्स

नमस्ते, मुझे आपके द्वारा प्रदान की गई अंतिम छवि ADuM3220 गेट ड्राइवर के योजनाबद्ध के समान है। मेरा प्रश्न यह है कि क्या इसके लिए उच्च पक्ष MOSFET को बूट करने की आवश्यकता है? यदि नहीं, तो क्या आपके पास ऑन-चिप पृथक डीसी-डीसी कनवर्टर के साथ उत्पाद का एक उदाहरण है? धन्यवाद
Rrz0

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@ Rrz0 इस तालिका में , एक पंक्ति में सूचीबद्ध उत्पाद के लिए, यदि स्तंभ "आइसोपावर एनेबल्ड" में स्ट्रिंग "हां" है, तो इसमें आंतरिक डीसी-डीसी बिजली की आपूर्ति है।
hkBattousai

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उम, आईसी में आंतरिक "स्तर-शिफ्ट" सर्किट है।

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और स्तर बदलाव सर्किट शायद इस तरह, यह FAN7380 के साथ समान है:

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वीएसआरसीवीबीएसटी

और नीचे IR2110 के ब्लॉक आरेख (अंतर्राष्ट्रीय आयताकार AN978-b से):

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हां, चिप्स में किसी न किसी तरह का स्तर होता है। यह मनमाने ढंग से उच्च वोल्टेज के लिए स्तरीय शिफ्टर को कैसे लागू करता है , यह विशिष्ट प्रश्न है जो मैं पूछ रहा हूं।
दान लाख

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मैंने स्पष्ट करने के लिए एक अतिरिक्त अनुच्छेद जोड़ने के लिए अपने प्रश्न को संपादित किया है।
दान लाख
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