Cómo activar el MOSFET de lado alto de un convertidor buck

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Estoy tratando de simular algunos convertidores Buck con MOSFET reales en lugar de interruptores ideales. El problema es que no sé exactamente cómo encender correctamente el transistor.

El convertidor de dinero simple sería

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La teoría dice que el MOSFET debe ingresar a la región del triodo cuando

$$ v_ {DS} < v_ {GS} - V_ {t} $$

pero esto parece complicado de usar porque ¿cómo podríamos determinar el voltaje entre el transistor y el inductor en una situación real? Así que esta solución vino a mi mente:

$$ v_ {DS} < v_ {GS} - V_ {t} \ Rightarrow v_ {GD} > Vermont $$

Así que mis preguntas son:

  1. ¿Eso es correcto? Entonces, ¿debería aplicar \ $ (9 + V_t) \ $ a la puerta para encenderla correctamente?
  2. ¿Hay alguna otra manera de hacer esto? Tal vez con un voltaje más bajo en la puerta?
pregunta Jaime_mc2

3 respuestas

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Para activar un FET de canal N, debe subir la compuerta a un voltaje significativamente más alto que la entrada. Aquí hay algunas opciones

  1. Si solo está simulando, puede colocar el circuito de control de la puerta entre la puerta y la fuente del transistor. Esto puede no ser práctico en el mundo real.

  2. Use un IC de lado alto. Estos funcionan cargando un condensador de la fuente cuando la fuente del transistor es 0V. Esto ocurre cuando el diodo está conduciendo. Estos pueden ser difíciles, si no imposibles de iniciar si, por ejemplo, la carga de las baterías, ya que la tensión inicial en la fuente del FET es positiva y no de 0V. Sin embargo, con una carga resistiva adecuada (como se muestra) debería estar bien.

  3. Use un transformador de unidad de puerta.

  4. En su lugar, use un FET de canal P, como lo sugiere Andy, la fuente ahora está conectada a la fuente y usted baja la compuerta para encenderla. Los FET de canal P tienden a ser más caros que los FET de canal N y pocos están disponibles en potencias superiores.

respondido por el Warren Hill
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Si está usando un dispositivo de canal N como se muestra en su diagrama, entonces sí, para encender completamente el dispositivo, necesita tener un voltaje de compuerta que sea varios voltios más alto que el voltaje de suministro de entrada. Sin embargo, si usó un dispositivo de canal P con la fuente conectada al suministro entrante, la compuerta que se está bajando a 0 voltios activará el MOSFET del canal P. Claramente, el voltaje de la fuente de entrada debe tener un valor mínimo para garantizar que el voltaje de la fuente y la puerta para el dispositivo del canal P sea suficiente para una activación decente del MOSFET.

    
respondido por el Andy aka
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Si su voltaje de salida es más alto que el umbral de su compuerta, puede usar una tapa de refuerzo entre la fuente del transistor y la compuerta. Tendrá que poner algo de resistencia entre la unidad de la puerta y la puerta, la constante RC dependerá de su velocidad de conmutación. Cuando el FET está apagado, el voltaje de la fuente es cero y es fácil de encender; una vez que enciendes el transistor, la tapa de la fuente-puerta empuja la puerta aún más para mejorar la eficiencia.

    
respondido por el Cristobol Polychronopolis

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