Реклама: Расчет необходимого тока драйвера полевого транзистора

Расширенный поиск      

Хочешь стать куратором любимой темы?

Не нравится реклама? Пройдите простую регистрацию на форуме и не будете видеть рекламу.

Прочитано 14804 раз

0 Пользователи и 1 Гость просматривают эту тему.

20 Июн 2013 в 01:19
Прочитано 14804 раз
Оффлайн

qxov

Глобальный модератор Санкт-Петербург, Россия Сообщений: 571
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?

20 Июн 2013 в 07:43
Ответ #1
Оффлайн

варп

Казахстан Сообщений: 1992
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 ?

21 Июн 2013 в 09:19
Ответ #2
Оффлайн

Wector

Винница, Украина Сообщений: 759
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.

21 Июн 2013 в 10:02
Ответ #3
Оффлайн

варп

Казахстан Сообщений: 1992
, мысль - глубокая ..., но для наших дел , видимо , бесполезная... :-)

21 Июн 2013 в 10:52
Ответ #4
Оффлайн

all_bud

Тольятти Сообщений: 1027
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.

21 Июн 2013 в 11:14
Ответ #5
Оффлайн

VasiliSk

Москва Сообщений: 1576
, тю блин, на 400гц можно одним биполярным транзистором обойтись в роли драйвера. Гораздо больше интересно что будет на 100-200кГц

21 Июн 2013 в 11:37
Ответ #6
Оффлайн

qxov

Глобальный модератор Санкт-Петербург, Россия Сообщений: 571
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).

27 Апр 2016 в 10:46
Ответ #7
Оффлайн

Alex_Soroka

Киев Сообщений: 11745
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:

30 Апр 2016 в 18:41
Ответ #8
Оффлайн

T-Duke

Россия Сообщений: 191
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 »

30 Апр 2016 в 19:03
Ответ #9
Оффлайн

T-Duke

Россия Сообщений: 191
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 »

30 Апр 2016 в 19:47
Ответ #10
Оффлайн

Babylon4

Сумы Сообщений: 647
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.   

30 Апр 2016 в 20:47
Ответ #11
Оффлайн

TRO

Украина, г. Запорожье. Сообщений: 7259
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.

18 Апр 2019 в 11:23
Ответ #12
Оффлайн

tak1973

Россия, Москва Сообщений: 260
Скрытый текст
Подскажите, могу ли я без последствий для работы схемы заменить FAN7842 на IRS21867, с возможным уменьшением сопротивления затворной цепи NCEP85T14, чтобы время отпирания/запирания ФЕТа было немного меньше фронтов IRS21867? Конкретно меня беспокоит меньшее "мёртвое время" у IRS21867 - 35 против 50нс у FAN7842. Просто IRS21867 есть в наличии, да и по лапкам совпадает, а за FAN7842 надо в магазин бежать.

18 Апр 2019 в 19:51
Ответ #13
Оффлайн

tak1973

Россия, Москва Сообщений: 260
Вопрос снят.
Просто уменьшу сопротивление в цепи затвора, чтобы ФЕТы открывались/закрывались быстрее фронтов драйвера.

 

Расчёт мощности аккумуляторов.

Автор DENISKAРаздел Электромобили

Ответов: 20
Просмотров: 31688
Последний ответ 04 Фев 2019 в 19:09
от alexandersciv
Ламерский расчет параметров электросамокатов с сидушками

Автор ClipperРаздел Анекдоты и флУДИЛКА

Ответов: 100
Просмотров: 9449
Последний ответ 18 Фев 2014 в 22:10
от rzaviy
Расчет динамики ЭТС

Автор holevovkaРаздел Полезные программы

Ответов: 3
Просмотров: 1515
Последний ответ 27 Май 2015 в 13:53
от Linkov1959
Расчёт пробега

Автор FRackkРаздел Электровелосипеды

Ответов: 2
Просмотров: 489
Последний ответ 31 Июл 2017 в 13:03
от Slider
Расчет электрогрузовика полной массой 7 т.

Автор MatszuroРаздел Крупногабаритный электротранспорт

Ответов: 13
Просмотров: 452
Последний ответ 20 Авг 2018 в 08:25
от Matszuro