Драйвер полевого транзистора из дискретных компонентов

Oднo дeлo, кoгдa про скoрoстнoгo упрaвлeния мoщным пoлeвым трaнзистoрoм с тяжeлым зaтвoрoм eсть гoтoвый дрaйвeр в видe спeциaлизирoвaннoй микрoсxeмы нaпoдoбиe UCC37322, и сoвсeм другoe, кoгдa тaкoгo дрaйвeрa нeт, a сxeму упрaвлeния силoвым ключoм нeoбxoдимo рeaлизoвaть здeсь и сeйчaс.

В тaкиx случaяx нeрeдкo приxoдится прибeгaть к пoмoщи дискрeтныx элeктрoнныx кoмпoнeнтoв, кoтoрыe eсть в наличии, и ранее из них навалить драйвер затвора. Круг обязанностей, казалось бы, невыгодный хитрое, однако интересах получения адекватных временных параметров переключения полевого транзистора, аминь должно быть свершено качественно и работать по всем правилам искусства.

Весьма стоящая, лаконичная и качественная эрфикс с целью решения аналогичной задачи была предложена до сей поры в 2009 году Сергеем BSVi в его блоге «Страничка эмбеддера» (как угодно — Драйвер полевых транзисторов с хлама).

Схема была успешно протестирована автором в полумосте держи частотах до 300 кГц. В частности, получай частоте 200 кГц, рядом нагрузочной емкости в 10 нФ, посчастливилось получить фронты длительностью далеко не более 100 нс. Давайте но рассмотрим теоретическую сторону данного решения, и попробуем до мельчайших подробностей разобраться, как буква схема работает.

Дефиниция работы полевого транзистора

Контроль полевым транзистором сверх оптопару

Основные энергетика заряда и разряда затвора подле отпирании и запирании главного ключа текут при помощи биполярные транзисторы выходного каскада драйвера. Способности транзисторы должны вывезти на своих плечах пиковый ток управления затвором, а их максимальное натужность коллектор-эмиттер (по части datasheet) обязано взяться больше чем нервотрепка питания драйвера. Неприметно для управления затвором полевика зажиточно 12 вольт. Точно касается пикового тока, так предположим, что некто не превысит 3А.

Разве для управления ключом необходим быстрина более высокий, ведь и транзисторы выходного каскада должны взяться более мощными (естественное дело, с подходящей граничной частотой передачи тока).

Пользу кого нашего примера в качестве транзисторов выходного каскада подойдет комплиментарная чета — BD139 (NPN) и BD140 (PNP). У них предельное напряжённость коллектор-эмиттер составляет 80 поворот, пиковый ток коллектора 3А, граничная колебание передачи тока 250 МГц (существенно!), а минимальный неподвижный коэффициент передачи тока 40.

Во (избежание повышения коэффициента усиления по мнению току в схему выходного каскада добавлена дополнительная комплиментарная близнецы слаботочных транзисторов КТ315 и КТ361 с максимальным обратным напряжением 20 дорожка, минимальным статическим коэффициентом передачи тока 50, и граничной частотой 250 МГц — такого склада же высокой, делать за скольких у выходных транзисторов BD139 и BD140.

В итоге возьми выходе получаем двум пары транзисторов, включенных вдоль схеме Дарлингтона с общим минимальным коэффициентом передачи точно по току 50*40 = 2000 и с граничной частотой равной 250 МГц, в таком случае есть теоретически в пределе резвость переключения может добираться единиц наносекунд. Однако поскольку здесь словеса идет об условно продолжительных процессах заряда и разряда емкости затвора, ведь это время хорошего понемножку на порядок перед этим.

Управляющий сигнал ну что ж подавать на объединенные базы транзисторов КТ315 и КТ361. Флюиды открывания баз NPN (верхних) и PNP (нижних) транзисторов должны водиться разделены.

Для сего в схему можно было бы найти разделительные резисторы, да гораздо более эффективным во (избежание данной конкретной схемы оказалось вотум с установкой вспомогательного блока бери КТ315, резисторе и диоде 1n4148.

Функционирование этого блока — о активировать базы верхних транзисторов слаботочного каскада присутствие подаче высшего напряжения сверху базу данного блока, и яко же быстро сверх диод подтянуть базы к минусу, от случая к случаю на базе блока появится признак низшего уровня.

С намерением иметь возможность организовывать данный драйвером ото слаботочного источника сигнала с выходным током около 10 мА, в схему установлены слаботочный охотничий транзистор КП501 и высокоскоростная оптрон 6n137.

При подаче управляющего тока чрез цепь 2-3 оптопары, воскресный биполярный транзистор (во)внутрь нее переходит в проводящее кома, причем на выводе 6 находится честной коллектор, к которому и присоединен резистер, подтягивающий затвор слаботочного полевого транзистора КП501 к плюсовой шине питания оптопары.

Таким образом, временами на вход оптопары подается клаксон высокого уровня, для затворе полевика КП501 довольно сигнал низкого уровня, и некто закроется, тем самым обеспечив риск для протекания тока от базу верхнего точно по схеме КТ315 — программа-драйвер станет заряжать заслонка главного полевика.

Кабы же на входе оптопары аппель низкого уровня то есть (т. е.) сигнал отсутствует, в таком случае на выходе с оптопары будет сообщение высокого уровня, батопорт КП501 зарядится, его стоковая борг замкнется, а база верхнего в области схеме КТ315 подтянется к нулю.

Нарядный каскад драйвера начнет разряжать створ управляемого им ключа. Имеет важное значение учесть, что в данном примере надсада питания оптопары ограничено 5 вольтами, а капитальный каскад драйвера питается напряжением 12 уклонение.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте тенёта умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-заведение от GeekBrains:

Филфак Интернет вещей

Ваш брат сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Нажить опыт работы с реальными проектами, в команде и самодостаточно;

• Получить удостоверение и документ, подтверждающие полученные запас.

Starter box для первых экспериментов в взятка!

После прохождения курса в вашем портфолио закругляйтесь: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная линия устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-датчик), устройство контроля влажности воздуха, налаженность умного полива растений, механизм контроля протечки воды…

Ваш брат получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный цертификат, которые можно примежевать в портфолио и показать работодателю.

Подробнее тогда:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Ссылк