Creo que encontrarás dos desafíos al diseñar esto. El primero es conseguir que el lado alto se encienda. La fuente del lado alto se mueve hacia arriba y hacia abajo en relación con la tierra, por lo que una fuente de voltaje referenciada a tierra no podrá conducirla sin exceder el voltaje máximo de puerta a fuente \ $ V_ {GS} \ $. Para RFG50N06, esto es 20V.

La segunda es que desea cambiar los transistores rápido . En cualquier momento en que los transistores pasen entre encendido y apagado, también se entenderá un alto voltaje de corriente y un alto voltaje a través del transistor. Esto significa una gran cantidad de energía eléctrica convertida en calor, lo que representa una ineficiencia en el sistema y un límite en la corriente que su puente puede entregar a la carga, ya que el calor de estas pérdidas de conmutación debe eliminarse a través del disipador térmico.

Lograr que los transistores cambien rápido es difícil porque el controlador de la puerta ve una carga capacitiva formada por el espacio entre la puerta y el resto del transistor. ¿Ves cómo la parte de la compuerta del símbolo esquemático de un MOSFET parece un capacitor? Es.

Entonces, lo primero que noté es que cuando se enciende el lado bajo, la corriente debe fluir a través de R8. Esto es malo, porque cualquier resistencia aquí limita la rapidez con la que puede aumentar el voltaje de la compuerta de Q2, y todo ese tiempo, Q2 está desperdiciando energía y calentándose.

Lo siguiente que observo es que tienes la puerta del lado alto atada (nuevamente a través de algunas resistencias) a 24V. Parece que la fuente de Q1 es 8V. Cuando Q1 está activado, el drenaje no estará muy por debajo de eso, por lo que el voltaje de la fuente a la compuerta es de 16V. Eso se está acercando al máximo absoluto de 20V. Pero considera lo que sucede antes de que el lado alto esté encendido. Si el lado bajo está completamente apagado, a medida que se enciende Q1, su fuente de voltaje puede aumentar para alcanzar el voltaje de la compuerta. Pero, ¿y si Q2 no está completamente apagado todavía? ¿Qué pasa si algo más mantiene baja la fuente de Q1? ¡Popular! Usted aplica demasiado voltaje en la puerta y sopla a través del aislamiento de la puerta. Este no es un diseño robusto.

Este es un controlador de compuerta que hice con componentes discretos hace un tiempo:

LoprimeroqueseñalatodoesC13.Estoproporcionaunvoltajerelativoaldrenajedelladoalto,porloquenotienequepreocuparseporaplicardemasiadovoltajealacompuerta.Esesencialmenteunabombadecarga;cuandoAOUTestábajo,entoncesC13puedecargarseatravésdeD12.CuandoelAOUTesalto,laparteinferiordelcondensadorselevantaconél.C13seeligeparaserlosuficientementegrandecomoparaalimentarelcontroladordelapuertahastaqueAOUTvuelvaaestarbajo.

Losiguientequedebemosnotaresque,tantoparaelencendidocomoparaelapagado,lacorrientedelacompuertanofluyeatravésdeningunaresistencia,exceptoaquellasquehecolocadointencionalmenteparareducirlavelocidad(R25,R26,R15,R16).EstomantienebajaslaspérdidasdeconmutaciónylosMOSFETseenfrían.

¿Porquéquerríafrenarlascosas?SielvoltajedelafuentededrenajedeunMOSFETaumentademasiadorápido,estealto\$dV/dt\$seacoplaatravésdelacapacitanciadelacompuertaypuedeaumentarelvoltajedelacompuertalosuficientecomoparaencenderelMOSFET.Enunaconfiguracióndemediopuente,estosucedeenelladoqueseacabadeapagarcuandoelotroladoseenciende.Accidentalmente,elladoqueseacabadeapagarsevuelveaencender,ambosladosestánencendidos,básicamentehapuestoencortocircuitolosterminalesdelabateríayocurrencosasmalas.InternationalRectifierloexplicaunpocomásalfinaldelos Aspectos básicos de Power MOSFET .

resumen de la operación

Activando:

UnaentradaaltaenALOactivaQ20.R23secolocaenelemisor,enlugardeenlabase,paraqueQ20nosesature,yseapaguemásrápido.R21tambiénayudaconunapagadorápido.

LamayorpartedelacorrienteatravésdeR23provienedelrecolectordeQ20(envirtuddelagananciaactualdeunBJT).EstacorrientetambiéndebefluiratravésdeR22,elevandoelvoltajeatravésdelemisordebasedeQ21.EstoabrelascompuertasdeinundaciónparaquelacorrientefluyaatravésdelastapasdedesacoplamientocercanasC20yC21(oC13,enelladoalto),atravésdeQ21,R25,D20,yatravésdelacompuerta.

MientrasALOsemantengaalto,unapequeñacorrientefluyeatravésdeR27yR28.Esto,asuvez,creaelvoltajequeelevalabasedeQ22yQ23,manteniéndolosapagados.

Desactivar:

Con el voltaje ALO eliminado, Q20 está apagado, cortando la corriente a través de R22, apagando Q21, eliminando la fuente de corriente para R23 y R28. La capacitancia de la compuerta ahora se puede descargar libremente a través del diodo base-emisor de Q22 y R27. La ganancia actual de Q22 multiplica esta corriente, por lo que el apagado puede ser muy rápido.