Domanda:
Perché il mio IRL540 si spegne lentamente?
brenzo
2020-06-13 07:02:23 UTC
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Sto provando a cambiare 12V con un IRL540 da un micro 5V.In questo momento ho una resistenza da 1k tra 12V e lo scarico, la sorgente a terra, e il gate ha un'onda quadra da 100kHz 5V su di esso.Questo è l'intero circuito, questo era solo per convalidare il passaggio.

Scope Capture

Se vado più veloce di così, inizia a non raggiungere nemmeno i 12V prima di accendere il FET e abbassarlo di nuovo.

enter image description here

Come possiamo vedere dall'acquisizione c'è un certo ritardo nel tempo di salita, sospetto che la carica debba tornare al drenaggio del FET.Ma dovrebbe davvero volerci così tanto?È almeno un ordine di grandezza più lungo di quanto specificato nella scheda tecnica (dato che è con Vdd a 50 V, ma sembra molto lento).La mia onda quadra sembra a posto.Cosa posso fare per risolvere questo problema?

Cambiare rapidamente la carica su un MOSFET può assorbire ampere di corrente in meno di un microsecondo.I resistori di gate raramente superano i venti ohm e sono spesso paralleli a un diodo 1N4148 utilizzato per accelerare il passaggio a OFF.
Due risposte:
Andy aka
2020-06-13 14:17:37 UTC
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L'IRL540 ha un condensatore parassita tra drain e source quindi, quando "spegni" il MOSFET, quel condensatore ( \ $ C_ {OSS} \ $ ) richiede tempo per caricare tramite il resistore pull-up di drenaggio da 1 kohm. Per aggiungere un po 'di sofferenza / complicazione, \ $ C_ {OSS} \ $ cambia con \ $ V_ {DS} \ $ come da questo grafico: -

enter image description here

Quindi, quando inizialmente disattivi la tensione del gate ( \ $ V_ {GS} \ $ ), \ $ V_ {DS} \ $ inizia a 0 volt e \ $ C_ {OSS} \ $ è di circa 2200 pF - questo ha una costante di tempo RC di 2,2 μs (pull-up da 1 kohm) e quindi l'uscita aumenta relativamente lentamente inizialmente. Man mano che \ $ V_ {DS} \ $ sale a (diciamo) 3 volt, \ $ C_ {OSS} \ $ scende a circa 1400 pF e le cose iniziano ad accelerare, ma è una legge di rendimenti decrescenti quando si carica un condensatore da un resistore e, nonostante \ $ C_ {OSS} \ $ scendendo a circa 800 pF quando \ $ V_ {DS} \ $ è di 10 volt, c'è ancora un periodo di tempo complessivo di diversi micro secondi coinvolti.

Se si utilizza un carico di 100 ohm, si vedrà che \ $ C_ {OSS} \ $ si carica molto più rapidamente.

Anche se \ $ C_ {ISS} \ $ (capacità di gate) è circa il doppio del valore di \ $ C_ {OSS} \ $ , sospetto che l'impedenza di pilotaggio del tuo gate non sia superiore a 50 ohm, quindi \ $ C_ {ISS} \ $ non lo è un problema significativo. Il suo effetto sarà circa dieci volte inferiore a un resistore di drain da 1 kohm e \ $ C_ {OSS} \ $ .

Grazie, è stato molto istruttivo.Quindi le mie opzioni sono selezionare un FET diverso o abbassare il valore del resistore?
Fai un passo indietro e dimmi cosa stai cercando di ottenere e, in definitiva, quale carico stai cercando di guidare?
Penso che l'altro poster abbia risposto a questo, ma sto solo cercando di usarlo essenzialmente come un cambio di livello.Non guiderò un carico con esso (o uno molto piccolo, sta cambiando la tensione del gate su un MOSFET di potenza più grande).Quindi penso che sia meglio scegliere qualcosa come un 2N7000.Questo era l'unico FET che avevo a portata di mano, ma ho intenzione di fare scorta di alcune opzioni diverse.
Sì, un mosfet che non è un tipo di alimentazione avrà una capacità di drain source inferiore.
Dovresti anche essere in grado di modellarlo usando un simulatore.Hai uno strumento di simulazione?
No, non lo so, ma potrebbe essere un buon investimento familiarizzare con uno.
Ottieni una simulazione gratuita.Consiglio il micro cap 12. Uso il micro cap dal 2003 o 4 e l'ho sempre trovato eccellente.
Vedo che di recente è diventato anche gratuito, grazie lo controllerò sicuramente.
Batte i pantaloni da LTSpice
Spehro Pefhany
2020-06-13 07:24:20 UTC
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La tua uscita micro deve fornire la carica del gate, quindi forse si comporta come un resistore da 100 ohm e scorre 30-40 mA, quindi 64 nC (max) richiederà 1,8usec.

Se vuoi che commuti rapidamente a 100kHz avrai bisogno di un gate driver capace di una corrente di picco molto maggiore.Sono disponibili molti chip gate driver oppure potresti utilizzare un paio di BJT per prestazioni inferiori ma costi inferiori.

Proverò anche questo, ma l'altro post indica il condensatore parassita Coss che potrebbe non essere aiutato da questo.Per quel che vale, ho provato a implementare un gate driver molto semplice usando un BJT per cambiare la tensione del gate sul FET, ma sembrava avere scarso effetto.Potrebbe essere la mia implementazione, però.
Sì, il valore elevato del pull-up è un fattore importante, se questo è il tuo carico finale, faresti meglio a usare un 2N7000 ecc., Ma presumo che con un mosfet così grande metterai un carico molto più pesante lì.
In realtà no, e mi scuso - avrei dovuto chiarirlo nella domanda.Questo era l'unico FET che avevo a portata di mano ed ero confuso sul suo comportamento: veniva usato efficacemente come cambio di livello.Ero confuso riguardo alle sue prestazioni, ma ora mi rendo conto che non è appropriato per il mio caso d'uso.Sì, sto guardando digikey ora e ho appena trovato il 2N7000, che sembra una soluzione migliore per me.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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