Cómo ajustar este circuito para usar N-Mosfet en lugar de P-Mosfet

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Información de fondo

(Puede omitir esta parte si solo desea responder la pregunta dirigiéndose directamente al párrafo "La pregunta")

Soy un aficionado a la electrónica y un programador profesional. Quiero aprender más sobre la electrónica y decidí diseñar una fuente de alimentación de modo de conmutación simple (consulte el circuito a continuación), únicamente con el fin de obtener más experiencia y sentimiento con los componentes electrónicos. Por supuesto, podría comprar un SMPS IC que hace la magia por mí, pero no aprendería mucho de esa manera. Tengo un osciloscopio de 2 canales a mi lado (hasta 1MHz) para facilitar mi viaje.

El circuito está funcionando, aunque no es óptimo. Pero lo suficientemente bueno para la diversión. Por mi sorpresa, ¡la señal a la puerta del P-Mosfet muestra en realidad una onda de bloque! Cuando sustituyo los restistores 10K en el circuito del conductor con valores significativamente más bajos, la puerta del P-mosefet ya no se maneja con una onda de bloque. Así que supongo que se debe a la velocidad de conmutación limitada del circuito del controlador (que consta de Q1, Q2 y Q3).

L1 está destinado a limitar las corrientes pico cuando P-Mosfet está conduciendo. C4 se entiende como la tapa del búfer cuando se alimenta la carga. Al parecer, L1 está haciendo su trabajo, ya que el voltaje en C4 (y la carga) solo llega a la mitad de 16Vdc. Así que parece que el 555 @ ~ 50DC es un factor limitado aquí. ¡Pero eso está bien, siempre y cuando sepa de dónde proviene el límite de 8 V en la carga! En este circuito es posible que no pueda usar el 555, y no tenga un ciclo de trabajo, pero aún así tenga un SMPS regulado en funcionamiento (¿puedo llamarlo así?). Y debería reemplazar el LM2904 con un comparador en lugar de un OP AMP. Pero, ¿realmente importa ya que la velocidad de conmutación ya está retrasada por Q1, Q2 y Q3?

AzuleslaseñalenlapuertadelP-Mosfet.Amarilloeselvoltajeenlacarga.Elcircuitoconducíaunpequeñomotoruniversalcuandosetomóestacapturadepantalla.Comopuedever,lafluctuacióndelatensiónenlacargaesbastantealta(1.04Vpeak-peak)perolapuertadelP-Mosfet(Q4)semanejaconunaondadebloqueregularytranquila.

La línea azul es la Puerta del P-Mosfet. La puerta se activa / desactiva en 1.2uS. ¿Es eso lo suficientemente rápido? La línea amarilla es el voltaje en la carga. Ah y sí, no se debe olvidar: después de ~ 10 minutos de acción el disipador de calor pasivo (exactamente este tipo: enlace ) adjunto a Q4 no parece haberse calentado en absoluto, mientras que el voltaje en la carga fue < 1 voltio ¡Así que 'caemos' ~ 15Vdc de la PSU a la carga! Por lo tanto, la reducción de la tensión en la carga se realiza realmente mediante la conmutación y no por la resistencia en el cuarto trimestre.

La pregunta

¿Cómo puedo reemplazar el P-mosfet con un N-mosfet en este circuito? Estaba pensando en agregar una bomba de carga de hasta 30 Vcc (algo así como enlace ) con un diodo Zener de 14.5 voltios para impulsar la puerta N-mosfet. Lo intenté, pero cuando conecté el 30Vdc a la compuerta, colapsó a la tensión del riel superior de ~ 16Vdc, incluso cuando el voltaje en el drenaje del N-mosfet era ~ 15Vdc (máximo). ¡Todavía no entiendo cómo conducía el Mosfet ya que el Vgs ahora tenía menos de dos voltios o algo así!

    
pregunta Mike de Klerk

1 respuesta

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D1 está en el lugar equivocado (al menos en el diagrama del circuito) - debería estar en el drenaje del Q4 y luego a tierra / 0V - solucione esto, háganos saber qué sucede y considere usar menos palabras para obtener una mejor respuesta - ¡Leí esto hace un tiempo y perdí la voluntad de sobrevivir, entré en coma pero me recuperé hace unos minutos!

Sinceramente amigo: apégate al negocio y obtendrás mejores respuestas (y también un poco más rápido).

Tratar de hacer funcionar un canal N puede ser complicado dado el suministro requerido. Creo que deberías probar algo más primero (y esto te enseñará más sobre este tipo de circuito). Esto sería una progresión natural en mi libro ...

En este momento, creo que su técnica de regulación funciona al omitir impulsos, es decir, cuando el voltaje de salida es lo suficientemente alto (a pesar de que el diodo está en el lugar equivocado), puede eliminar los impulsos en su camino hacia Q3 cortando la compuerta con Q2. En su lugar, intente configurar el 555 para que tenga un ciclo de trabajo variable (en lugar de fijo) y evite la omisión de impulsos: el ciclo de trabajo variable proporcionará un mejor voltaje de ondulación y creo que es más importante que tratar de reemplazar el canal P con un canal N: Hay muchos reguladores que usan un canal P para Q4. Está bien, quizás la tecnología Linear tiende a usar N canales en muchos dispositivos (con bootstrapping) pero no es una vergüenza usar un canal P y construir desde cero.

Por supuesto, hay muchos bucks que usan el salto de pulso, pero un mejor rendimiento proviene de la modulación del ciclo de trabajo PWM. Si lo hace, intente usar un FET de canal N para reemplazar el diodo de retorno (D1, el que parece estar en el lugar equivocado en el circuito). Eso le da un convertidor buck síncrono y una mejor eficiencia.

Si he leído mal tu diagrama, no seas tímido, dímelo (en pocas palabras pero con precisión).

    
respondido por el Andy aka

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