गेट रोकनेवाला मूल्य कैसे डिजाइन करें?

Question

यह ड्राइवर IC I (LM5112) पर काम कर रहा है।

निम्नलिखित मॉड्यूल का अनुप्रयोग आरेख है।

मूल रूप से यह इनपुट के रूप में PDM सिग्नल के साथ MOSFET के लिए GATE ड्राइवर सर्किट है। मैं देख रहा हूँ कि MOSFET इनपुट रोकनेवाला (R3) के मूल्य की गणना कैसे करें?

MOSFET इनपुट वोल्टेज (VDS) = 10V आउटपुट पावर की आवश्यकता 200W है।

प्रशन:

1) MOSFET इनपुट रोकनेवाला की गणना कैसे करें?

2) MOSFET इनपुट रोकनेवाला गणना को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?

3) यदि प्रतिरोधक मान को बदला (घटाया या घटाया) गया है तो सर्किट में अधिकतम, न्यूनतम प्रतिरोधक मूल्य संभव और प्रभाव में क्या होगा?

अगर कोई और जानकारी चाहिए तो कृपया मुझे बताएं।

Comments

+1 पेफ्यू ने क्या कहा। मैं सभी फाटकों के लिए 10 ओम से शुरू करता हूं और वहां से अपना काम करता हूं।

— winny

$C_{iss}$$R_G$$f_C=1/(2 \pi \ R_G \ C_{iss})$

कृपया देखें: Electronics.stackexchange.com/questions/287792/…

— JonRB

Answer 1

यदि आपने इस ड्राइवर का चयन किया है, जिसमें बहुत बड़ा आउटपुट करंट (7A) है, तो मुझे लगता है कि आपको एक बहुत बड़े FET को बहुत तेज़ी से स्विच करने के लिए इस गेट ड्राइव करंट की आवश्यकता है।

गेट ड्राइव चालू को कम करके गेट अवरोधक केवल चीजों को धीमा कर देगा, इसलिए इसका इष्टतम मूल्य शून्य ओम है। इसका अधिकतम मूल्य स्वीकार्य स्विचिंग नुकसान पर निर्भर करता है (धीमी गति से स्विच करने से अधिक स्विचिंग नुकसान होता है)।

गेट अवरोधक का उपयोग अभी भी हो सकता है:

• EMI कम करने के लिए स्विचिंग को धीमा करें। लेकिन इस मामले में आप कमजोर (सस्ते) ड्राइवर का उपयोग कर सकते हैं।
• MOSFET टर्न-ऑन के दौरान आपूर्ति से खींची गई वर्तमान स्पाइक को कम करें। यदि स्थानीय डिकम्पलिंग पर्याप्त नहीं है, तो यह करंट वीसीसी को शिथिल कर सकता है, जिससे चिप के यूवीएलओ को ट्रिगर किया जा सकता है। सौभाग्य से चिप का पिनआउट कम इंडक्शन डिकॉउलिंग को प्राप्त करना आसान बनाता है।
• मामले में लेआउट एक लंबे गेट ट्रेस के साथ उप-रूपी है। यह गेट में इंडक्शन जोड़ता है जो MOSFET को ऑसलेट कर सकता है। एक अवरोधक धीमी स्विचिंग की कीमत पर दोलनों को गीला कर देगा। यह एक बैंड-सहायता का एक सा है, एक तंग लेआउट बेहतर है।

मैं सिर्फ एक मामले में एक अवरोधक पदचिह्न लगाने की सलाह दूंगा, और 0 आर जम्पर के साथ शुरू करूंगा।

Comments

गेट को चार्ज / डिस्चार्ज करते समय गेट प्रतिरोध भी वर्तमान स्पाइक को सीमित करता है। 3A / 7A बहुत कुछ लगता है, लेकिन बड़े MOSFETS, और बड़े गेट कैपेसिटेंस के साथ, ये मान अब इतने बड़े नहीं लगते,

— Trevor_G

हां, इस ड्राइवर को भी

— डिकंपलिंग

जैसा कि @ ट्रेवर ने कहा, ड्राइविंग सर्किट पर गेट कैपेसिटेंस के प्रभाव के कारण मुख्य रूप से अवरोधक है। वह शुरुआती बिंदु है।

— 13

ध्यान दें कि आप एक या दो डायोड और दो प्रतिरोधों का उपयोग कर सकते हैं बनाम गेट को चार्ज करने के लिए अलग-अलग प्रतिरोध किया जा सकता है, जिससे आप टर्न को चालू कर सकते हैं और दर को स्वतंत्र रूप से बंद कर सकते हैं। MOSFET को बहुत तेजी से बंद करना बुरा हो सकता है यदि यह एक प्रेरक भार चला रहा है, तो मैं नहीं कहूंगा कि "शून्य" ओह इष्टतम मूल्य के लिए एक प्रारंभिक बिंदु है।

— डेनिस

@ vt673 डेटाशीट, डिकूपिंग कैप्स की स्थिति के साथ एक उदाहरण लेआउट देता है, इस उदाहरण का अनुसरण करने की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है! मैं 0603 // 10µF में 1µF का उपयोग बड़े पैकेज कैप में करता हूँ। स्विचिंग आवृत्ति क्या है?

— peufeu

Answer 2

एक MOSFET के गेट को समझना

MOSFETs उल्लेखनीय उपकरण हैं जो विभिन्न भारों को चलाते समय कई लाभ प्रदान करते हैं। तथ्य यह है कि वे वोल्टेज चालित हैं और जब, उनके पास बहुत कम प्रतिरोध होते हैं, तो वे उन्हें कई अनुप्रयोगों के लिए पसंद का उपकरण बनाते हैं।

हालांकि, गेट वास्तव में कैसे काम करता है शायद कई डिजाइनरों के लिए कम से कम समझ में आने वाली विशेषताओं में से एक है।

आइए अपने विशिष्ट MOSFET सर्किट को देखें।

नोट: मैं केवल यहाँ एन-चैनल उपकरणों को चित्रित करने जा रहा हूं, लेकिन पी-चैनल एक ही तंत्र द्वारा काम करता है।

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

$R_{GATE}$$R_{GATE}$

^{इस सर्किट का अनुकरण करें}

$R_g$$C_{GS}$$C_{GD}$

आगे के मामलों को जटिल बनाने के लिए, उन कैपेसिटेंस स्थिर नहीं होते हैं और लागू वोल्टेज के आधार पर बदल जाते हैं। एक विशिष्ट उदाहरण नीचे दिखाया गया है।

$C_{GS}$$C_{GD}$

$I_{gate} = V_{Gate}/(R_{source} + R_{GATE} + R_g)$

$R_{GATE}$$R_g$

$R_{GATE} = V_{Gate}/(I_{max})$

नोट: दो डायोड प्रतिरोधों का उपयोग करना संभव है, जुड़े डायोड के साथ यदि ड्राइवर और स्रोत में सीम की सीमाएं अलग-अलग हैं, या किनारों को चालू या बंद करने की आवश्यकता है।

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समय ही सब कुछ है

ठीक है, तो अब शायद आप देख सकते हैं कि गेट अवरोधक क्यों महत्वपूर्ण है। हालाँकि अब आपको उस गेट प्रतिरोध के निहितार्थ को समझने की आवश्यकता है और यदि यह बहुत बड़ा है तो क्या होगा।

$R_{GATE}$$C_{GS}$$C_{GD}$

आइए हम इस सरल सर्किट का विश्लेषण करें।

यहां मैंने एक विशिष्ट MOSFET चुना है जिसमें लगभग 2.5 ओम इनपुट प्रतिरोध है। नाली के साथ जमीन के लिए छोटा के रूप में निम्नलिखित निशान के ऊपर दिखाया गया है खच्चरों के बढ़ते किनारे पर प्लॉट किया जा सकता है।

$R_{Gate}$

नाड़ी का गिरना आश्चर्यजनक रूप से समान नहीं है।

ठीक है तो चलो एक छोटे वोल्टेज, 1V को गेट पर लागू करें, 1 ओम लोड रोकनेवाला के साथ।

उपरोक्त बातों में आपको तीन बातों पर ध्यान देना चाहिए।

1. $V_{D}$$C_{GD}$$C_{GD}$

2. $R_{GATE}$

3. यदि आपके पास ईगल आंख है, तो आप I (R_GATE) में थोड़ा विक्षेपण भी देख सकते हैं क्योंकि MOSFIL चालू होता है।

ठीक है अब मैं आपको लोड पर 10V और 10 ओम के साथ एक अधिक यथार्थवादी वोल्टेज दिखाता हूं।

$V_{gs}$

$V_{GS}$$C_{GD}$$C_{GD}$$C_{GD}$$C_{GS}$$V_{GS}$

इस बिंदु पर, आपके लिए कुछ स्पष्ट होना चाहिए। अर्थात्...

देरी पर बारी लोड वोल्टेज के साथ बदल रही है!

$C_{GD}$

यह अधिकतम 1 डिवाइस लोड के साथ 300V को संभाल सकता है, अधिकतम रैंप तक देता है।

ध्यान दें कि फ्लैट स्पॉट अब बहुत लंबा है। डिवाइस रैखिक मोड में रहता है और पूरी तरह से चालू होने में बहुत अधिक समय लेता है। वास्तव में मुझे इस छवि में समय-आधार का विस्तार करना था। गेट का करंट अब लगभग 6uS तक बना हुआ है।

टर्न ऑफ टाइम को देखते हुए यह इस उदाहरण में और भी बुरा है।

$C_{GD}$

इसका मतलब है कि यदि आप लोड करने के लिए बिजली को संशोधित कर रहे हैं, तो जिस आवृत्ति पर आप इसे चला सकते हैं, वह आपके द्वारा स्विच किए जा रहे वोल्टेज पर अत्यधिक निर्भर है।

10V पर 100Khz पर किस तरह का काम करता है ... लगभग 400mA के औसत गेट चालू के साथ ...

300 वी पर एक आशा नहीं है।

इन आवृत्तियों पर MOSFET, गेट प्रतिरोधक और चालक में विघटित शक्ति संभवतः उन्हें नष्ट करने के लिए पर्याप्त होगी।

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निष्कर्ष

सरल कम आवृत्ति उपयोगों के अलावा, उच्च वोल्टेज और आवृत्तियों पर काम करने के लिए ठीक ट्यूनिंग MOSFETS को आपके द्वारा आवश्यक विशेषताओं को निकालने के लिए काफी सावधानीपूर्वक विकास की आवश्यकता होती है। जितना अधिक आप MOSFET ड्राइवर को अधिक शक्तिशाली बनाते हैं उतना ही आवश्यक होगा कि आप कम से कम गेट प्रतिरोध का उपयोग कर सकें।

Comments

+1 'कारण यह उत्तर मेरे LOL

— peufeu

@peufeu meh .. अलग .. शायद बेहतर नहीं। ;)

— ट्रेवर_जी

डेटाशीट में कौन सा मूल्य समीकरण में इमैक्स से मेल खाता है?

— मारेक