Buck usando discretos - Conduciendo p-MOSFET usando n-MOSFET

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Buck usando discretos - Conduciendo p-MOSFET usando n-MOSFET

#1 de Olin Lathrop (5 votos)
#2 de Vovanium (1 votos)

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Estamos diseñando un dólar usando discretos. Tengo un problema con el tiempo de apagado del control MOSFET (U1) y el controlador (T1). En el tiempo de apagado, la puerta de U1 está subiendo muy lentamente a 12 V, lo que hace que U1 esté siempre en ON. Lo que a su vez hace que la salida a 12V siempre.

HevistoalgunoscontroladoresBJTTotempoleparap-MOSFET.Pero,quierousarestemismocircuito.cualquiermodificaciónsugeridaparaquepodamoshacerquelapuertaU1aumentemásrápido.

VG1es1.8V,100K,ciclodetrabajode50%deondacuadrada.

Intenté cambiar el R1 2K a 500 y VG1 1.8V, 90K, 50% y encontrado.

Cómo seguir haciendo el Apagado de T1 rápido , por lo que Vgate de U1 sube a 12 V muy rápidamente.

Editar:

He cambiado el 2k a 0.5k y estoy desactivando el FET y obteniendo una salida de 5V según lo previsto, pero la frecuencia de conmutación es muy inferior a 80K y no sigue la fórmula de Buck Ciclo de trabajo ~ Vout / Vin. Como el tiempo de apagado tiene muescas y lento. Cualquier ajuste que podamos hacer en el mismo circuito para hacerlo más rápido. ....

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pregunta user19579

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La razón por la que el FET se apaga tan lentamente es porque solo tienes 2 kΩ tirando de él hacia arriba. Eche un vistazo a la hoja de datos para ese FET. Debería mostrarle la capacitancia real y efectiva de la puerta al cambiar. El relativamente débil pull-up de 2 kΩ está funcionando contra esa capacitancia.

Aquí hay un truco que a veces uso en esta situación:

Elseguidordedobleemisoresbásicamenteunbúferdeimpedancia.LacorrienteparacargarydescargarlacapacitanciadelacompuertaesmanejadaporQ1yQ2,porloquelaseñalenGATEpuedetenerunaimpedanciamuchomayoryaúncambiarelFETrápidamente.Tengaencuentaqueesteseguidordedobleemisorperderá700mVomenosencadaextremo.EsoestábienparaunFETqueconmutaaunrangode10Vdecompuerta.Todavíaestará"apagado" con 700 mV en la compuerta tan bien como con 0. En el otro extremo, es generalmente bastante fácil llevar a GATE los 700 mV adicionales más de lo que desea asegurarse de que aparezca en la compuerta de Q3.

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Los MOSFET de potencia tienen una gran capacidad de compuerta, por lo que al cambiarlo se consumen grandes corrientes. Es por eso que no debes conducir con pullup resistivo. Necesitas un amplificador push-pull (totem-pole como dice @Dave Tweed) después del generador.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Aquí se muestra un esquema que incluye un amplificador inversor con dos MOSFET complementarios (M1M2). Estos deben tener una pequeña capacitancia de compuerta mientras que entregan una corriente de carga / descarga para el MOSFET de potencia.

La capacidad de la compuerta de su transistor es la típica de 1070 pF y el voltaje de umbral es de 0,85 V. No necesita más de 17 ohmios de alto para obtener un tiempo de conmutación razonable de 50 nS. El pico de curret sería de aproximadamente 0,7 A. Es por eso que necesita una unidad activa alta. (17 ohmios = 50 ns / 1070 pF / ln (12V / 0.85V) según el tiempo de descarga del circuito RC)

El uso de un transistor de potencia con un voltaje de umbral más alto (por ejemplo, ~ 2-4 V como en IRF9530) también puede ayudar: el transistor con un umbral más alto tendrá un estado de corte más temprano.

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