¿Es seguro "recargar" los capacitores de arranque usando una bomba de carga?

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Este documento de TI describe un método para permitir el uso de MOSFETS de canal N bootstrapped en ciclos de trabajo elevados, manteniendo el condensador de arranque "rematado" con una bomba de carga externa, separado del IC del controlador de la puerta.

Mi pregunta es: ¿no representaría esto un riesgo de exceder la calificación de Vgs del MOSFET? Por ejemplo, digamos que el voltaje máximo de la fuente de la puerta en un FET es de 16 V, y se está utilizando como un interruptor de lado alto en una carga de 12 V. Su IC de controlador de puerta promedio (aproximadamente) duplicará los 12V a 24V, lo que lleva a un Vgs de 12, dentro de la calificación del FET. Digamos que uno ahora conecta un duplicador de voltaje de funcionamiento constante al lado alto del condensador de arranque. Ahora, en lugar de que el mecanismo bootstrap duplique el 12V, duplicará el 24V proveniente del doblador externo, lo que lleva a un Vgs de 36V.

¿Es este el caso, o estoy malinterpretando algo? ¿Hay una manera fácil de mitigar esto? Lo único que se me ocurre es deshabilitar la bomba de carga cada vez que (probablemente un poco antes) el interruptor del lado alto se apaga, lo que suena como un dolor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

(Tenga en cuenta que el controlador de compuerta con el que estoy trabajando tiene el diodo bootstrap incorporado, por lo tanto, su ausencia forma parte del esquema)

Si ayuda, aquí están las partes específicas que espero usar:

(Sí, esto es para un puente H, no solo un interruptor de lado alto. Simplemente estoy confundido acerca de la parte de arranque).

    
pregunta dn3s

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Un poco de limpieza: el controlador de la bomba de carga que encontró (LM2767) solo es válido hasta un VCC de 12V. Hice una búsqueda rápida, y no pude encontrar uno que funcione. Pero ese es un detalle menor, pasaré a tu pregunta principal, asumiendo que puedes generar ese 24VDC.

Si tienes 24V disponibles como se dibuja, el controlador de la puerta y el MOSFET de potencia superior estarán en una carrera para ver cuál explota primero. Su compuerta tiene una capacidad nominal de 20 V, y su compuerta está clasificada para 16 V, lo que significa que la primera vez que se apague el dispositivo del lado alto, el controlador de la compuerta explotará. Si el controlador de la puerta no sopla, entonces la puerta lo hará tan pronto como el controlador de la puerta ponga los 24 V completos en la puerta.

Mi primera pregunta es: "¿Está realmente seguro de que necesita un refuerzo para su capacitor de arranque?" Al observar los MOSFET, no ve una disminución significativa en Rds (encendido) por encima de 7V, así que veamos cuánto tiempo tarda en pasar de su carga de arranque completamente cargada hasta 7V (y puede calcular el menor según sea necesario). Desde la hoja de datos del controlador de su puerta, la La corriente de reposo es de 35 µA a 12 V nominal, lo que resulta en \ $ 35 \ mu A = C \ dfrac {5V} {t_ {on}} \ $ o \ $ t_ {on} = C \ dfrac {5V} {35 \ mu A} \ $ que sale a unos 142 ms por 1 µF de capacitancia. Si mantiene el voltaje alto durante un largo período de tiempo (varios segundos), entonces es necesario un aumento.

Dado que solo necesita un poco de corriente, es posible que pueda poner una resistencia (por ejemplo, 100kΩ) en serie con su fuente de 24 V y un diodo Zener de 12 V a través de su FET de lado alto.

Otra opción es tener un PNP de lado alto configurado para encenderse cuando su salida es alta.

Otra opción puede ser tener un convertidor de impulso pequeño (bomba de carga o inductor) que esté habilitado cuando la salida es alta.

La manera fácil de "simplemente manejar" este problema es obtener un convertidor de CC a CC aislado para proporcionar una fuente dedicada del lado alto, aunque esa también es la opción más costosa.

    
respondido por el W5VO
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La nota de la aplicación de TI aborda el problema de que los circuitos de arranque "auto-bombeados" tienen una límite superior para el ciclo de trabajo, porque el condensador de arranque del lado alto necesita tiempo para recargarse. Por lo tanto, se agrega una bomba de carga separada, que se hace cargo del circuito de arranque.

(tambiénfig.4enla nota de la aplicación )

La preocupación por exceder la clasificación de voltaje para VGS es una preocupación válida. La compuerta del MOSFET puede ver el voltaje de la bomba de carga cuando D < 1. Observe que el doblador de la bomba de carga en la nota de la aplicación se alimenta desde la salida de + 3.3V, por lo que genera un voltaje moderado.

    
respondido por el Nick Alexeev

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