Электротранспорт

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Расширенный поиск    

Новости:

Страницы: 1Вниз

Автор Тема: Расчет необходимого тока драйвера полевого транзистора  (Прочитано 6888 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

qxov

  • Глобальный модератор
  • Местный
  • **
  • Репутация:
    +35/-1
  • :
    63
    43
  • Сообщений: 565
  • Санкт-Петербург, Россия
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Понял, что не понимаю, как правильно рассчитать необходимый ток драйвера.

Смотрю спецификацию на транзистор IPB025N10N3 И вижу:
Цитата
Input capacitance 14800 pF max
Пфе! Легко! I = U_open * C_gate / t_open = 10 * 15000e-12 / 150e-9 = 1 А.

И все было хорошо, пока я не увидел надпись:
Цитата
Gate charge total 206 nC max

Вот ведь... Ну ладно... I = Q_g / t_open = 206e-9/150e-9 = 1,37 А.

Уууу, мрачновато становится. А я еще думал четыре штуки спараллелить, да добрые люди отговорили. Я так понимю, что правильный расчет - второй?

И, в любом случае, важный вопрос: какое время открытия транзистора считается приемлемым, оптимальным, суперским?

варп

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +46/-0
  • :
    51
    130
  • Сообщений: 1875
  • Казахстан
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Мне тоже эта тема интересна...И ещё любопытно - есть контроллеры в которых 18-24 фета , чем они там (6-8) полевиков враз включают? Как там с драйверами вопрос решён ?

Wector

  • Местный
  • ****
  • Репутация:
    +20/-3
  • :
    94
    63
  • Сообщений: 700
  • Винница, Украина
  • Занятия:создаю зарядки для лития, дальний снайпинг
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
И, в любом случае, важный вопрос: какое время открытия транзистора считается приемлемым, оптимальным, суперским?
Это зависит от частоты коммутации и режима работы ключей - в резонансном режиме, например, не особо важна скорость перезаряда емкости затвора.

Сверхкомпактная зарядка http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=43983.msg1021625#new
"Крутизна" на траекторию полета пули не влияет.

варп

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +46/-0
  • :
    51
    130
  • Сообщений: 1875
  • Казахстан
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, мысль - глубокая ..., но для наших дел , видимо , бесполезная... :-)

all_bud

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +19/-0
  • :
    34
    76
  • Сообщений: 1028
  • Тольятти
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
расчеты расчетами а на практике получилось так - драйвер IR4426, ток драйвера 1,5А фет IRF3205. частота 400Гц, Rg=22ом, полет нормальный. Емкость затвора 3247, время заряда 101.

Строить е-байки, это вам не "байки" на форуме строчить.
Мой байк http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,13368.0.html
Мой контроллер http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,17507.0.html

VasiliSk

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +34/-0
  • :
    265
    173
  • Сообщений: 1308
  • Москва
  • Время приключений!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
, тю блин, на 400гц можно одним биполярным транзистором обойтись в роли драйвера. Гораздо больше интересно что будет на 100-200кГц

qxov

  • Глобальный модератор
  • Местный
  • **
  • Репутация:
    +35/-1
  • :
    63
    43
  • Сообщений: 565
  • Санкт-Петербург, Россия
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
расчеты расчетами а на практике получилось так - драйвер IR4426, ток драйвера 1,5А фет IRF3205. частота 400Гц, Rg=22ом, полет нормальный. Емкость затвора 3247, время заряда 101.
Расчеты всегда важны. Для IRF3205 и времени 101 нс получаем ток в худшем случае 146/101 = 1,45 А. Все сходится.

Плохо только что на исходный вопрос о времени заряда никто ответа дать не может (по току - правильно использовать формулу полный заряд / время).

Alex_Soroka

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +281/-68
  • :
    1293
    1546
  • Сообщений: 7987
  • Киев
  • Основатель секты ЗУС :-)
  • Оффлайн Оффлайн
    • Адаптивная зарядка АКБ
    • Награды
Понял, что не понимаю, как правильно рассчитать необходимый ток драйвера.
Смотрю спецификацию на транзистор IPB025N10N3 И вижу:
Цитата
Input capacitance 14800 pF max
Пфе! Легко! I = U_open * C_gate / t_open = 10 * 15000e-12 / 150e-9 = 1 А.
Вот ведь... Ну ладно... I = Q_g / t_open = 206e-9/150e-9 = 1,37 А.
И, в любом случае, важный вопрос: какое время открытия транзистора считается приемлемым, оптимальным, суперским?

Формула:

Я вот сейчас много считаю :) на эту-же тему, но прочитав кучу литературы получается немного не так как вы написали.
1) нас интересует в преобразователях как бысто откроется полевик
2) нас интересует в преобразователях как бысто ЗАкроется полевик !
3) хватит ли нам времени в каждом цикле его открыть, а еще и закрыть(!) разрядив емкость затвора, и от этого получается "ток управления".

Я считаю для частоты 130кГц. ( t_open = 7,70E-06 , U_open = 10V )
1) IRFZ44
Формула : I = U_open * C_gate / t_open = 1,91 Ампера
Формула: I = Q_g / t_open =  0,008 Ампера

2) IRL2505
Формула : I = U_open * C_gate / t_open = 6,49 Ампера
Формула: I = Q_g / t_open =  0,017 Ампера

3) IRL3713
Формула : I = U_open * C_gate / t_open = 7,65 Ампера
Формула: I = Q_g / t_open =  0,014 Ампера

Как-то сильно разные значения тока драйвера...  :bn:

T-Duke

  • Неравнодушный
  • **
  • Репутация:
    +7/-1
  • :
    25
    69
  • Сообщений: 191
  • Россия
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Вставлю свои пять копеек.

Ключ открывается не сразу. Сначала емкость затвора заряжается до порогового напряжения (указано в даташите). Тут работает линейный закон заряда емкости через сопротивление. Дальше включается фифект Миллера и происходит собственно открытие ключа с отклонением от закона RC из-за ПОС через емкость Миллера.. А дальше после полного открытия емкость дозаряжается до напряжения драйвера. Но это уже для открытия пофиг.

На импульсный ток затвора влияет напряжение питания драйверов, и заданное время открытия/закрытия. Следует помнить, что кроме затворного сопротивления в процессе заряда затвора играет роль внутреннее сопротивление затвора (ищется в даташите), и выходное сопротивление драйвера (тоже даташит). Суммируем их и получаем полное сопротивление затворной цепи. Если хотим очень шустро открыть ключ, уменьшаем затворный резистор, но не забываем про выходное сопротивление драйвера и внутреннее сопротивление затворной цепи ключа. Можно поставить нулевой резистор, но скорость заряда будет ограничена драйвером и внутренним сопротивлением затвора.
Например для драйвера IR2113 выходное сопротивление составляет величину около 5Ом. К нему добавляем внутреннее сопротивление затвора. Порядка от ома, до нескольких ом.

Средний ток находится из заряда затвора и частоты ШИМ. Множим заряд затвора на частоту ШИМ, получаем средний ток. Импульсный считаем через напряжение драйвера и экспоненциальный закон для цепи RC.
Максимальное значение тока будет в момент начала, когда затворная емкость пуста и равно напряжению драйвера деленному на полное сопротивление затворной цепи. То есть например питание драйвера 10В, полное сопротивление затворной цепи 5Ом, максимальный ток 2А. А дальше по мере заряда, он будет всегда меньше. То есть максимальный ток в начале заряда, затем он падет по мере заряда емкости, по хорошо известному экспоненциальному закону.
И это если не учитывать паразитной индуктивности затворных цепей. Но это справедливо уже когда речь идет он временах открытия 5-10нс, и неудачной разводке затворных цепей. Думаю здесь о таких временах речи не идет.

При закрытии не забываем о коварности емкости Миллера. Если не учитывать этого, при резком закрытии например верхнего ключа, может открыться нижний.
« Последнее редактирование: 30 Апр 2016 в 18:55 от T-Duke »

T-Duke

  • Неравнодушный
  • **
  • Репутация:
    +7/-1
  • :
    25
    69
  • Сообщений: 191
  • Россия
  • Ездю на батарейках!
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Плохо только что на исходный вопрос о времени заряда никто ответа дать не может (по току - правильно использовать формулу полный заряд / время).
А что тут давать? Это классика. Педивикия быстро научит если задать запрос "заряд емкости через сопротивление". Я например считаю, что емкость зарядится достаточно полно через время равное 5*RC. А полностью она не зарядится никогда. Но время 5RC достаточно для оценки.

Но по факту это сюда ни к чему. Вопрос был о токе драйвера. С ними мы разобрались. Как со средним, так и с максимальным. Средний ток через затвор = заряд затвора * на частоту ШИМ. Максимальный ток = напряжение драйвера / полное сопротивление затворной цепи. Если и интересует время заряда затвора само по себе то это время задержки включения. Но оно ни на что не влияет кроме как на фазировку в шустрых мостах. Основное значение имеет время открытия/закрытия. А оно хитрое и зависит от напряжения драйвера, сопротивления затворных цепей и соотношения емкости Миллера к емкости затвора. Можно и посчитать, но в даташитах на ключи указывается типовое время открытия ключа, для заданного напряжения драйвера и затворного резистора. При условии что выходное сопротивление драйвера намного меньше остальных сопротивлений.
« Последнее редактирование: 30 Апр 2016 в 19:11 от T-Duke »

Babylon4

Вставлю свои пять копеек.

При закрытии не забываем о коварности емкости Миллера. Если не учитывать этого, при резком закрытии например верхнего ключа, может открыться нижний.
Добавлю и свой пятачок.

Открытие обычно происходит без проблем, даже завышая номиналы затворных резисторов включение происходит без значительной задержки по фронтам, тем более задержка включения не вызывает проблем с коммутацией, но вот выключение совсем другая история даже небольшая  задержка приводи к КЗ, виновником этого считают плато Милера оно расположено примерно на уровне 3-5 вольт поэтому ток в этом месте уже в 3-4 меньше от первоначального значения, одним из решений которое иногда можно встретить это подача дополнительного отрицательного питания на драйвер, производители драйверов также иногда приводят примеры разводки драйвера, давая понять что драйвер в буквальном смысле висит на затворах полевика.   

TRO

  • Старожил
  • *****
  • Репутация:
    +193/-50
  • :
    585
    967
  • Сообщений: 6372
  • Украина, г. Запорожье.
  • Оффлайн Оффлайн
    • Награды
Я в последнее время обленился, ситать не люблю, загоняю емкость затвора в симулятор и гоняю её током на нужной частоте, там сразу наглядненько на осцилограмме видно как все быстро. А когда высоковольтность тянет за собой дядю Миллера, приходится искусственно увеличивать емкость затвора, это что бы емкость сток-затвор в сговоре с дядей Миллером не так сильно влияла на затвор (типа меняем коэфициент емкостного делителя сток-затвор-исток в пользу исток-затвор). Такой финт с увеличением затворной емкости тянет за собой пропорциональное усиление тока драйвера  :-( . Драйвера желательно с отрицательным питанием, ибо в массе своей они не имеют на выходе нормального ограничителя тока, и в начале сильно перегружены и недогружены в конце (так как нагрузка емкость), а с отрицательным питанием ток от порога закрития до порога открытия становится более ровным (само собой с затворным резистором). Ну и где возможно по максимуму использовать снабберы.


Wahoo 2012 29er, +собран складной двухосис на раме"Land Rover" 69er с эл. мотором.
Страницы: 1Вверх