Расчет необходимого тока драйвера полевого транзистора

[Blik86]

тогда смысла никакого в даташитах нет

В чем проблема учесть эти сопротивления?

[TRO]

лучше сразу взять чужой опыт и закладыватся на максимальный коридор

Если всё время только делать "как кто-то делает" то, никогда не поймёшь принцип из-за чего бабах. И те, кто "как кто-то делает" тоже делали "как кто-то делает"? И когда эта цепочка прервётся? Мне кажется Вы утрируете.

Не, это щас вы прям заутрировали. Я же не написал слепо брать чужой опыт, а конкретно написал из за чего и по чему. Это в статике в даташитах параметры приводят для 0-10в, в динамике этого напряжения мало именно из за того что ток заряда падает по мере заряда затвора, поэтому в ответственных применениях драйвера запитываются или от двуполярного питания 

или же сами делят одну полярность на два разнополюсных напряжения.


А данные из даташитов.... на практике самому приходится выяснять где у фета гарантированные пороги закрытия и открытия с учетом дрейфа температуры,  и потом уже исходя из емкости затвора высчитывать времена, которые потом приходится брать с запасом так как на практике все намного хуже из за влияний разного характера нагрузки (актив-реактив) и напряжения стока (влияние емкости сток-затвор). И тогда может ожидания сойдутся с реалиями. Но уверенным можно быть только после испытаний в железе во всем диапазоне нагрузки, и зная что есть запас. Даташитные же циферки пригождаются когда уже есть опыт (с кучей поправочных коэфициентов на разные ньюансы реальности)

[slav]

Если всё время только делать "как кто-то делает" то, никогда не поймёшь принцип из-за чего бабах.

Но этот путь самый тяжёлый ! 
   А на первом месте всё равно остаётся правильно подобранный токоограничивающий резюк затвора ,
всё остальное потом. 

[TRO]

....я в своих выкладках не привязывался к Vgs=10В.......при начальном заданном Vcc, позволят первоначально определить начальные Rgr/Rgf, нет?

Без привязки к напряжению питания драйвера никак не вычислить выходные сопротивления.

Дык понятное дело! А с чего начинать-то? Вот взяли драйвер и взяли ФЕТ, есть некая нагрузка и... Все собираете, а между ФЕТом и драйвером потенциометр так килоОм на 10 устанавливаете?

Для начала не с того конца считаете. Сначала нагрузка, потом выбор фета, а уже потом выбор драйвера для фета (с учетом нагрузки,  решаете на сколько искуственно увеличивать сопротивление затвора). А уже потом отплясывая от напряжения и допустимых токов драйвера считаете выходные сопротивления.

[Blik86]

так я вроде учёл.

Так может стоило уже задуматься правильно ли вы это сделали?

Теперь можно посчитать, какое минимальное сопротивление следует добавить в затворную цепь, чтобы драйвер не сдох:
- если Ir(d)<Ir(f)<Ion(f), то Rgr=Vcc/Ir(d)-Vcc*td(on)/Qg;

Зачем вы от ограничивающего ток драйвера резистора вычитаете значение учитывающее сопротивление использованное при измерении производителем (то есть вероятно такое же  ограничивающего ток затвора сопротивление)? И зачем вы вычитаете что то связанное со скоростью фета, то есть если у фета будет огромная емкость и соответственно  измеренное производителем быстродействие низкое, то драйверу от этого легче?

[Blik86]

Vcc*td/Qg - сопротивление затвора.

Сколько раз вам нужно сказать, что это сопротивление затвора+сопротивление при котором измеряли td... что бы вы поняли, что по вашим расчетам можно получить отрицательное сопротивление? И да эти данные имеются в даташите, только вы их игнорируете.

Не правильный вывод.

А теперь перечитайте что я цитировал и объясните каким образом быстродействие транзистора ограничивает ток драйвера что резистор можно ставит меньше? Даже не учитывая что быстродействие могло быть измерено при токах затвора меньше тока драйвера это какая то фигня.

[Blik86]

Отрицательные показания сопротивлений могут быть, если только драйвер сможет обеспечить ток больше, чем Qg/td.

Выши выкладки не проходят даже простейших проверок на пальцах, что практически гарантирует что они нерабочие на все 100%.

Почему было надо тестировать производителю характеристики ФЕТа, например, при сопротивлении Rg в 2.6 Ом, а скажем не при 10 Ом или 1 Ом?

Потому что у него такое оборудование и методики. Как уже говорили закрывать можно и отрицательным напряжением, драйвера на 10А существуют...   td не является минимальным.

что смысла увеличивать ток через затвор нет, так как это не уменьшит время td

И каким образом это ограничит ток драйвера и позволит уменьшить сопротивление резистора ограничивающего этот ток?

[tak1973]

Это признание своей несостоятельности , в практических соображениях.

Я признаю свою не состоятельность! Вы довольны? ж)

[slav]

Я признаю свою не состоятельность! Вы довольны? ж)

Более опытные поделились своим опытом , зачем обижаться . 

[tak1973]

[user]slav[/user], я и не обижаюсь!  Я сразу попросил поправить меня, если я ошибаюсь. А удалил посты чтобы не вводить всех в заблуждение. Зачем читать то, что не правильно.
Только Вы съязвили, чтобы типа ущипнуть моё самолюбие, и Вам ответил, посмеялся над Вашей желчью. 


[user]Blik86[/user], я тут попробовал замерить время td(on) у CEP50N06, только я не у верен, что всё правильно сделал.
Мерил на DSO5102P через TT-HV 150 x100.
С источника питания 10В приходит на три запараллеленных конденсатора: электролит 2200мкФ c ESR 30мОм (знаю, что говно, но других сей час нет), пленка К73-9 0.1мкФ и керамика КМ5 H90 0.15мкФ.
С конденсаторов к стоку ФЕТа подключил два суммарных резюка на 2.2 Ом и 1.25 Ом, чтобы получить ток 4.5А и 8А. Знаю, по даташиту надо 48А, но у меня нет такого источника питания, а с машины аккум что-то не хочется снимать.
В качестве переключателя затвора, с "-" источника питания на "+" источника питания, использовал микрик от "мышки".
Знаю, по даташиту на сток должно приходить 25В, а не 10.
Время td(on) замерял от момента достяжения 2.4В на затворе и до снижения напряжение на стоке с 10В до 9В.
Конечно руками перещёлкивать микрик и пытаться поймать приличный график - тот ещё трэш. Учитывая ещё то, что микрик старый, на малый ток и дребезг у него страшный. Но иногда удаётся словить приличный график.

В общем мне не удалось добиться время td(on) меньше того, что в даташите к ФЕТу: ни при токе стока 8А; ни при токе стока 4.5А; ни при Rg=4.7 Ом (знаю, что в даташите 7.5 Ом); ни при Rg~=0 (затвор прям к "+" на лапках конденсаторов фильтра питания).
А если уровень Qg зависит только от Vgs, то ток заряда затвора больше, чем Qg/td(on), просто бессмысленен.
Только Qg в даташите привязан к Vgs=10В. А значит, при другом напряжении драйвера, нужно использовать как (Vcc/10)*(Qg/td).
Время td(off) я не проверял, но думаю, что оно минимальной его значение также упирается в физические свойства ФЕТа, как и td(on), а значит при увеличении тока разряда затвора ФЕТа также не сможет быть ниже, чем указано в даташите.

Жёлтый график - напряжение на затворе, синий - на стоке, относительно истока ФЕТа.

Прошу поправить меня, если я что-то сделал не так.

[edw123]

Жёлтый график - напряжение на затворе, синий - на стоке, относительно истока ФЕТа.

Красивые выбросы.

[tak1973]

Красивые выбросы.

Видимо сказывается длина проводов. Вот тот пологий участок на затворе от 0 до 2.4В - видимо индуктивность проводов и наверно слишком маленькая площадь контакта в микрике от "мышки".

Правильней было бы конечно стенд сделать из SMD деталей на текстолите, а не на навесном монтаже, как у меня сейчас, но... что есть, то есть.

При неком большом Rg всплески на затворе пропадают, но заметно увеличивается время tr.
Когда Rg~=0, то tr тоже становится больше даташитного, то есть нужен обязательно какой-то минимальный Rg>0.

Кстати, Rg по даташиту - это на самом деле не Rgate, а Rgen, то есть сопротивление генератора тока. В принципе, с одной стороны разницы нет, а с другой - есть.

[TRO]

Могу порекомендовать статейку для начала  https://www.compel.ru/lib/54769
На первой картинке опечатки (все емкости надписаны одинаково), поэтому смотрим 4ю картинку или комментарий к первому рисунку, там правильно расписано где какая емкость.

Если загуглить "управление затворами PDF", то найдется еще кучка статей с занимательной теорией и практикой (на каждый десяток статей 1-2 реально полезных).

Чтение обещает быть увлекательным, пока вы еще не перегорели этим делом, после этого вы будете на свои осцилограмки смотреть уже по другому, со знанием дела так сказать. И методика расчета существенно изменится (если конечно есть желание копнуть глубже чем просто заряд конденсатора).

[tak1973]

[user]TRO[/user], я это всё читал когда-то. Но одно дело читать, другое понимать и уметь применять. Что, что-то прочёл, нужно чтоб кто-то ещё и объяснил понимающий некоторые спорные моменты для понимания.

В первой ссылке действительно столько ошибок...
Вот пример из этой части статьи:
------------
Заряд затвора QG можно также определить расчетным способом на основании величины входной емкости Ciss:
QG = CG × (VG(on) — VG(off)), где CG = kC × Ciss
Коэффициент пересчета емкости затвора kC определяется в соответствии с выражением kC = QG(ds)/(Cies × (VG(on) — VG(off))),
где QG(ds) — номинальное значение заряда, нормируемое в спецификациях при заданных напряжениях управления VG(on)/VG(off).
------------
Туфта получается.
Во-первых, не kC = QG(ds)/(Cies × (VG(on) — VG(off))), а kC = Qgs/(Ciss × (Vg(on) — Vg(off))), если не ошибаюсь.
Во-вторых, можно просто взять ихний результирующий Qg просто приравнять к Qgs из даташита. И зачем тогда это всё считать?
Однако Qg должен равняться как минимум Qgs+Qgd, а по даташитам вообще бывает до трёх раз больше.

ЗЫ: Я пока только укрепился в том, что тока заряда (Vcc/Vgs=10В)*(Qg/td(on)) или разряда (Vcc/Vgs=10В)*(Qg/td(off)) достаточно по данным даташита на ФЕТ, а после анализа статьи, то вообще достаточно и (Vcc/10)*(Qgs/td(on)) или (Vcc/10)*(Qgs/td(off)), что очень странно ИМХО, для полного заряда или разряда затвора, чтобы максимально быстро коммутировать нагрузку, насколько позволяет это физически ФЕТ, при Vds=max и Id=max.

[TRO]

Я по статьям расчеты мало использую, на ус мотаю только саму суть. В последнее время настолько обленился, что даже простые вещи не считаю (типа делителей, время заряда конденсаторов, время нарастания тока индуктивностей.....), просто рисую схемку в симуляторе и там подбираю по осцилограмкам.

Что касаемо минимального времени открытия фета... Если фет работает на напряжении стока близком к максимальному, то есть предел скорости открытия затвора, после которого ускорять (током затвора) уже нет смысла, так как плато миллера через заряженную высоковольную стоковую емкость все равно затянет открытие. А вот если фет открывать при меньшем напряжении стока, то и плато миллера короче, фет может открыватся быстрее, а значит и затвор можно быстрее качать (бОльшим током). А значит в расчетах надо бы использовать и напряжение стока.

Когда то то же сильно заморачивался "идеальным" открытием-закрытием мосфетов и IGBT. Даже делал усиленный токоограничивающий драйвер из слаботочного полумостового драйвера и пары быстрых биполярных ключей. Просто делал полумост по классической схеме где вместо фетов моста - биполярники, в разрыв базам биполярникам ставил резисторы, что бы с учетом их усиления по току получить на выходе нужное ограничение тока (биполярники в этом смысле идеальны как генераторы тока). В итоге ток зарядки-разрядки затвора был почти неизменен. Причем ток заряда и разряда подбирались отдельно базовыми резисторами. Для низковольтных (в пределах сотни вольт) применений мне вполне нравилось, но для более высоких напряжений все равно пришлось расширять коридор питания драйверов заползая в отрицательное напряжение, иначе безопасно максимальных токов из ключей было не выжать.

[tak1973]

росто рисую схемку в симуляторе и там подбираю по осцилограмкам.

А-а, ну так не интересно. Это когда знаешь как точно и ленишься. Я иногда пользую Микрокап 8 или 11, но честно говоря я с английским не дружен и стараюсь симуляторы не пользовать.

Если фет работает на напряжении стока близком к максимальному, то есть предел скорости открытия затвора, после которого ускорять (током затвора) уже нет смысла, так как плато миллера через заряженную высоковольную стоковую емкость все равно затянет открытие.

Так в даташитах уже как раз и приведены заряды и времена при максимальных для ФЕТа значениях Vds и Id, при Vgs=0 или 10В. И тот максимальный ток затвора, что будет высчитан по даташитовским данным, как бы будет избыточен для Vds и Id заметно меньших от максимальных. А дальше уже надо смотреть, а нужна ли максимальная шустрость ФЕТа? Тут уже отдельный разговор. Но замедляя ФЕТ мы начинаем его греть.

Когда то то же сильно заморачивался "идеальным" открытием-закрытием мосфетов и IGBT

Я просто хочу понять, как и какой максимальный режим можно вытянуть с ФЕТа на первоначальном этапе оценки так, чтобы и ток управления не был излишне бессмысленным для ФЕТа и драйвер не убить ФЕТом подбирая параметры и ФЕТ излишне не замедлить.
Но и чтоб каждый раз каждый ФЕТ не гонять на стенде.

где вместо фетов моста - биполярники,

Мне биполярники не нравятся там, где нужно менять им в широком диапазоне ток эмиттера, при изменении которого в широком диапазоне меняется h21. Не надо только говорить, что есть для этого общая ООС, я в курсе. Биполярники хорошо работают там, где у них в нагрузке источник фиксированного тока или меняется ток в не большом диапазоне, где h21 имеет плато или изменяется очень мало. Да и предварительные каскады для биполярников, как правило, должны иметь не намного меньшую мощность относительно выходных каскадов, чтобы обеспечить достаточный ток базы выходному каскаду, если только не составные биполярники на выходе используются.
Да, ФЕТам первоначально тоже надо подать достаточно большой ток заряда на затвор, чтобы достаточно быстро зарядить его, чтоб тот максимально быстро открылся или закрылся. Но этот ток действует не долго, а биполярник надо постоянно греть током базы.

Да, у каждого электронного элемента есть свои плюсы и минусы применения, и каждый должен работать на своём, предназначенном только ему, рабочем месте.

[TRO]

Биполярники хорошо работают там, где у них в нагрузке источник фиксированного тока

Вы наверно не поняли, эти биполярники как раз используются как источники фиксированного тока , ими затвор фета раскачивается.

[tak1973]

[user]TRO[/user], а-а, а я что-то сразу не понял Вашу фразу: "Просто делал полумост по классической схеме где вместо фетов моста - биполярники,"