Wszystkie obwody są wykonalne, jeśli są prawidłowo napędzane, ale 2 i 3 są znacznie częstsze, o wiele łatwiejsze w prowadzeniu i znacznie bezpieczniejsze, nie robiąc rzeczy źle.
Zamiast dać ci zestaw odpowiedzi opartych na napięciu, dam ci kilka ogólnych zasad, które są znacznie bardziej przydatne, gdy je zrozumiesz.
Tranzystory MOSFET mają bezpieczne maksymalne Vg lub Vsg, powyżej których mogą zostać zniszczone. Zwykle jest to mniej więcej taki sam w obu kierunkach i jest bardziej wynikiem budowy i grubości warstw tlenków.
MOSFET będzie włączony, gdy Vg jest między Vth a Vgsm
- W kierunku dodatnim dla tranzystorów FET z kanałem N.
- W kierunku ujemnym dla FET kanału P.
Ma to sens kontrolowania tranzystorów polowych w powyższych obwodach.
Zdefiniuj napięcie Vgsm jako maksymalne napięcie, które bramka może być bezpieczniejsza o więcej niż ve.
Zdefiniuj -Vgsm jako najbardziej, że Vg może być ujemne w stosunku do s.
Zdefiniuj Vth jako napięcie, które brama musi być źródłem wrt, aby tylko włączyć FET. Vth jest + ve dla FET kanału N i ujemne dla FET kanału P.
WIĘC
Obwód 3
MOSFET jest bezpieczny dla Vg w zakresie +/- Vgsm.
MOSFET jest włączony dla Vgs> + Vth
Obwód 2
MOSFET jest bezpieczny dla Vg w zakresie +/- Vgsm.
MOSFET jest włączony dla - Vgs> -Vth (tzn. Bramka jest bardziej ujemna niż drenaż o wielkość Vth.
Obwód 1
Dokładnie taki sam jak obwód 3,
tzn. Napięcia względem FET są identyczne. Nic dziwnego, kiedy się nad tym zastanowić. ALE Vg będzie teraz ~ = 400 V.
Obwód 4
Dokładnie taki sam jak obwód 2,
tzn. Napięcia względem FET są identyczne. Znowu nic dziwnego, kiedy się nad tym zastanowić. ALE Vg będzie teraz przez cały czas ~ ~ 400 V poniżej szyny 400 V.
tzn. różnica w obwodach jest związana z napięciem Vg wrt uziemienia dla FET kanału N i + 400 V dla FET kanału P. FET nie „zna” napięcia absolutnego, na którym znajduje się bramka - „dba” tylko o napięcia źródła.
Powiązane - pojawią się po powyższej dyskusji:
MOSFETY to przełączniki „2 ćwiartki”. To znaczy, dla przełącznika kanału N, w którym biegunowość bramki i drenu względem źródła w „4 ćwiartkach” może wynosić + +, + -, - - i - +, MOSFET włączy się z
LUB
- Vds ujemne i Vg pozytywne
Dodano początek 2016 r .:
P: Wspomniałeś, że obwody 2 i 3 są bardzo powszechne, dlaczego tak jest?
Przełączniki mogą pracować w obu ćwiartkach, co powoduje, że wybiera się kanał P na kanał N, górny na dolny? -
Odp .: Jest to w dużej mierze ujęte w oryginalnej odpowiedzi, jeśli przejrzysz ją ostrożnie. Ale ...
WSZYSTKIE obwody działają tylko w 1. kwadrancie, gdy są włączone: Twoje pytanie dotyczące działania 2 kwadrantów wskazuje na nieporozumienie powyższych 4 obwodów. Wspomniałem o 2 ćwiartkach na końcu (powyżej) ALE nie ma to znaczenia w normalnym działaniu. Wszystkie 4 powyższe obwody działają w swojej pierwszej ćwiartce - tj. Polaryzacja Vgs = polaryzacja Vds przez cały czas po włączeniu.
Możliwa jest operacja drugiego kwadrantu, tj.
Polaryzacja Vgs = - Polaryzacja Vds przez cały czas po włączeniu
ALE to zwykle powoduje komplikacje z powodu wbudowanej „diody ciała” w FET - patrz sekcja „Dioda ciała” na końcu.
W obwodach 2 i 3 napięcie napędu bramki zawsze znajduje się między szynami zasilającymi, co sprawia, że nie jest konieczne stosowanie „specjalnych” układów do obliczania napięć napędu.
W obwodzie 1 napęd bramy musi znajdować się powyżej szyny 400 V, aby uzyskać wystarczającą ilość Vgs do włączenia MOSFET.
W obwodzie 4 napięcie bramki musi znajdować się poniżej masy.
Aby osiągnąć takie napięcie, często stosuje się obwody „bootstrap”, które zwykle wykorzystują diodową „pompę” kondensatora, aby uzyskać dodatkowe napięcie.
Częstym rozwiązaniem jest użycie kanału 4 x N w moście.
2 x tranzystory polowe z niskim napięciem mają zwykły napęd bramkowy - powiedzmy 0/12 V, a 2 tranzystory FET z wysokim obwodem potrzebują (tutaj) oszczędności 412 V, aby dostarczyć + 12V do wysokich tranzystorów FETS, gdy FET jest włączony. Nie jest to technicznie trudne, ale wymaga więcej działań, więcej błędów i musi zostać zaprojektowane. Zasilanie bootstrap jest często napędzane przez sygnały przełączające PWM, więc istnieje niższa częstotliwość, przy której nadal dostajesz napęd górnej bramy. Wyłącz prąd przemienny, a napięcie ładowania początkowego zacznie maleć pod wpływem wycieku. Znowu, nie trudne, po prostu miło unikać.
Korzystanie z kanału 4 x N jest „miłe”, ponieważ
wszystkie są dopasowane,
Rdson jest zwykle niższy dla tego samego kanału $ niż P.
UWAGA !!!: Jeśli paczki są izolowane lub używają izolowanego mocowania, wszystko może iść razem na tym samym radiatorze - ALE należy zachować ostrożność !!!
W tym przypadku
podczas
Dioda ciała: Wszystkie zwykle spotykane tranzystory polowe * mają „wewnętrzną” lub „pasożytniczą” diodę ciała o odwróconym napięciu między drenem a źródłem. W normalnej pracy nie wpływa to na zamierzone działanie. Jeśli FET działa w drugim kwadrancie (np. Dla kanału N Vds = -ve, Vgs = + ve) [[pedantry: zadzwoń na 3-ty, jeśli chcesz :-)]], wówczas dioda ciała przewodzi, gdy FET jest włączony wyłączony, gdy Vds jest -ve. Są sytuacje, w których jest to przydatne i pożądane, ale nie są one powszechnie spotykane np. W 4 mostkach FET.
* Dioda korpusu powstaje z powodu przewodzenia podłoża, na którym formowane są warstwy urządzenia. Urządzenia z izolowanym podłożem (takie jak Silicon na Saphire), nie mają tej wewnętrznej diody ciała, ale są zwykle bardzo drogie i wyspecjalizowane).
