Ansteuern von High-Side-N-Kanal-MOSFETs in der H-Brücke

7

Was ist der effizienteste / beste Weg, um eine H-Brücke herzustellen? Ich möchte einen geringen Leistungsverlust, aber auch eine schnelle Schaltzeit, da ich PWM verwenden werde. Ich habe überlegt, 2 P-Kanal- und 2 N-Kanal-MOSFETs zu verwenden, um dies zu erreichen. Ich erkannte jedoch, dass P-Kanal-Geräte einen viel höheren Kanalwiderstand haben, was zu einem höheren Leistungsverlust führt.

Ich habe überlegt, 4 N-Kanal-MOSFETs zu verwenden, aber das Problem liegt in der Gate-Spannung. Meine Stromquelle wird ungefähr 15 V sein und ich werde ein Arduino / Atmega für das PWM-Signal (5 V) verwenden. Ich frage mich also, wie ich diese Gate-Spannung am besten verstärken kann, damit sich die High-Side-N-Kanal-MOSFETs einschalten und gleichzeitig eine schnelle Schaltzeit erhalten. Oder grabe ich mir ein Loch und sollte einfach bei einem P-Kanal bleiben?

mosfet pwm subz
quelle
Mögliches Duplikat der Fahrt auf einer niedrigen Seite einer Mosfet-Brücke mit 3,3 V
Phil Frost
1
Hier gibt es wirklich mindestens drei Probleme, von denen jedes komplex genug ist, um separate Fragen zu beantworten: 1) paralleles Ansteuern von MOSFETs, 2) Verwenden von N-Kanal-MOSFETs für die hohe Seite und 3) Entwerfen eines geeigneten Gate-Treibers zum schnellen Schalten von MOSFETs. Wenn die allgemeinen Antworten, die hier bereits vorhanden sind, Ihre Frage nicht beantworten, würde ich vorschlagen, dass Sie sie bearbeiten oder eine neue Frage stellen, um genauer zu sein.
Phil Frost
1
Wie viel Strom? Über welche Schaltgeschwindigkeiten sprechen Sie? Haben Sie eine integrierte Lösung (IC) in Betracht gezogen?
Tut
3
Ich bin nicht sarkastisch, es scheint, dass Sie aus Ihrer Formulierung nicht wissen, dass diese existieren. Gate Driver ICs
Matt
1
@ Matt Anderson Ich denke, wenn du nicht sarkastisch bist, hilfst du zumindest nicht so viel. Gate-Treiber-ICs sind kein Standard und haben viele Vor- und Nachteile, da sie auch so viele Arten der Implementierung haben. Für eine unendliche Einschaltzeit des High-Side-Schalters funktioniert ein Boot-Strap-Gate-Treiber-IC nicht (nur wenn eine isolierte Versorgung für die High-Side verwendet wird, sodass kein Bootstrap verwendet wird).
Diego C Nascimento

Antworten:

3

Ich drücke darauf, dass Sie sich durch Leistungsverlust auf die Verlustleistung an den Transistoren beziehen.

In diesem Fall weisen P-Kanal-MOSFETs einen hohen Widerstand auf, so dass es bei Hochstromanwendungen üblich ist, den N-Kanal auch oben auf der Brücke zu verwenden.

Um die oberen Transistoren anzusteuern, haben Sie einige Möglichkeiten. Einige von dann:

  • Impulstransformatoren
  • Gate-Drive-ICs, die unterschiedliche Topologien aufweisen können, wie z. B. Boot-Strapping.
  • Isolierte Stromversorgung mit Pegelumsetzer
  • Isolierte Stromversorgung mit Optokopplern

Alle mit ihren Eigenschaften.

Einige gute App-Hinweis http://www.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf

Diego C Nascimento
quelle
1

Aus meiner Sicht könnten Sie einen Vortreiber auswählen, um die H-Brücke zu fahren. Wie ich weiß, hat Infineon viele ICs, um Ihr Problem zu lösen. Und wenn Sie Schaltkreise mit geringem Leistungsverlust entwerfen möchten, sollten Sie sich besser auf Rdson und Qg Ihres Mosfet konzentrieren. P-Kanal wird nicht empfohlen. Weil es hoch ist Rdson.

Wesley
quelle