Buck Converter con Gate Driver

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Diseñé un convertidor simple para cumplir con las siguientes especificaciones (adjunto el esquema):

  • Vin = 17.4V
  • Vout = 12V
  • D = 0.69
  • Frecuencia de conmutación = 50kHz
  • Corriente de ondulación del inductor = 20% de la corriente de salida
  • Ondulación del voltaje de salida = 2% de Vout

Información de fondo: Todas las partes y los valores de los componentes que figuran en el esquema son partes que estoy implementando en el circuito. Sé que los valores del inductor y del condensador no coinciden perfectamente con las especificaciones enumeradas anteriormente, pero son lo más cerca que pude encontrar. Arduino Uno está generando la señal PWM y estoy usando el TC4427 IC para impulsar la Señal en la puerta de mi MOSFET.

Problema: Mi MOSFET no se enciende. Sé que para activar Vgs > Vth. Estoy usando el TC4427, porque el voltaje de salida máximo del Arduino es de solo 5V. Lo que me confunde es por qué el controlador de mi puerta no está suministrando el voltaje de encendido necesario. Pensé que entendía cómo funciona, pero no aparentemente. La salida máxima del TC4427 es tan alta como la tensión de alimentación que alimento (de las mediciones que he tomado), lo que no tiene sentido para mí. He buscado en la hoja de datos del TC4427, pero no me da ninguna información sobre la salida de voltaje máximo proveniente del controlador de la compuerta. ¿Esto significa que necesito suministrar un voltaje de entrada más alto que V1 al suministro solo para encender mi MOSFET? ¿O cómo se supone que funcione exactamente un controlador de puerta?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta L_t130

2 respuestas

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El TC4427 por sí solo no puede generar un voltaje de control de puerta mayor que su propio voltaje de suministro . Esto se deduce del diagrama de bloques funcional en la página 2 de la hoja de datos.

Aclararía la pregunta si agrega el controlador de la puerta al esquema en la O.P. y muestra sus rieles de suministro.

Por el momento, asumiré que el TC4427 se alimenta desde el mismo + 17.4V que va a la entrada del buck. En ese caso, la fuente del MOSFET de canal N no será superior a 17.4 V - V th .

Por lo general, los convertidores Buck tienen un controlador de compuerta bootstrap 1 y un MOSFET de canal N, o un MOSFET de canal P.

1 Controlador de compuerta Bootstrap (vea también < a href="https://electronics.stackexchange.com/a/58858/7036"> aquí ) no es la única opción para MOSFETS de N-challel. Otras opciones: transformador de la compuerta, compuerta adicional para la conducción de la compuerta con voltaje elevado.

    
respondido por el Nick Alexeev
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Su dispositivo N Ch está conectado como seguidor de la fuente y esto es malo para este tipo de fuente de alimentación (conmutación), pero está bien para un regulador lineal. Usted debe: -

  1. Considere usar un canal P MOSFET
  2. Use un controlador bootstrapped

Si utiliza un controlador de arranque, proporcionará una puerta de paso que es al menos 10V más alta que la fuente de voltaje y encenderá la maldita cosa correctamente.

Lo que tiene en este momento es (en el mejor de los casos) 17.4 V entregado a la compuerta y tal vez a 14 o 15 voltios de la fuente, ahora que apenas está activando el MOSFET, ¿verdad?

    
respondido por el Andy aka

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