¿Cómo calcular la resistencia de compuerta MOSFET?

No quiero que esto sea una respuesta de un solo enlace, así que escribiré un resumen rápido, pero realmente debería leer esta nota de aplicación .

  

Si utilizo la ecuación Q = CV puedo encontrar el cargo

En realidad no. La capacitancia MOSFET varía con Vgs y Vds. Además, una gran parte de la carga de la puerta se debe al efecto molinero a través de Cgd:

Primero, el FET está apagado, y Vds es generalmente igual a la tensión de alimentación Vcc. Luego, el voltaje de la compuerta aumenta a medida que la corriente se carga Cgs. Una vez que se alcanza el umbral de voltaje, el FET comienza a conducir, y Vds baja. Esto hace que el voltaje en Cgd varíe, y un condensador con voltaje variable en él implica una corriente. Por lo tanto, el conductor debe inyectar toda la carga requerida para llevar el voltaje a través de Cgd a su valor final. Una vez que el FET está completamente ENCENDIDO, Vds es bastante pequeño, y luego la corriente de la compuerta se usa una vez más para aumentar Vgs y reducir RdsON.

Durante la conmutación, Cgd varía mucho dependiendo de Vds, por lo que no puede usar Q = CV, lo que implica un condensador constante. Debe usar los valores de la hoja de datos en su lugar, o simulación con modelos precisos.

La carga total de la puerta dependerá de los Vgs finales, pero también de los Vds iniciales (= tensión de alimentación). Tu cálculo ignora Cgd, por lo que estás por debajo de la estimación de Qg.

Ahora su pregunta original sobre el valor de la resistencia de la puerta. Es un poco complicado. Un valor más alto de resistencia ralentizará el encendido, pero calcular cuánto tiempo tomará cargar la puerta hasta Qg es siempre una gran aproximación, ya que la puerta MOSFET no es un condensador de valor constante, y el controlador MOSFET generalmente genera un voltaje, por lo que el uso de una resistencia de valor fijo dará como resultado una corriente alta durante el inicio del encendido, pero a medida que aumenta el voltaje de la compuerta, la corriente bajará ... como en un circuito RC.

El propósito de la resistencia de la compuerta es evitar la oscilación del MOSFET, reducir la velocidad de la conmutación si desea evitar problemas de EMI, cosas así. Si utiliza una frecuencia baja, disminuir la velocidad de conmutación es una excelente manera de reducir la EMI. Algunos circuitos usan resistencias diferentes para encendido y apagado, con diodos o un controlador de salida doble; esta es una forma de ajustar los tiempos de conmutación para evitar la conducción cruzada cuando se usan dos FET en modo síncrono.

Por lo tanto, el valor de la resistencia depende de cuál sea su uso previsto ... que no se cuenta.

A menudo hay confusión en la lectura de gráficos. Algunos muestran Vgs e ID vs Q en hojas de datos y vs t en libros de texto. Mientras tanto, la resistencia volumétrica Rd del diodo se desconoce cuando el aumento de voltaje pasa por alto el 1K.

Para mí, tendría más sentido utilizar el diodo inverso para que la hoja de datos coincida con las gráficas Q y t para una entrada ascendente. También es así como la mayoría de los puentes los usan. Desea que el tiempo de encendido sea más lento que el apagado para crear el tiempo muerto y evitar la conducción cruzada durante algún período, como 1us, según la carga L / RdsOn. De lo contrario, puede realizar una conducción continua en el estrangulamiento y un fallo de conducción cruzada en los FET push-pull.

Tenga en cuenta que C aumenta rápidamente entre Vgs (th) y hasta 2 a 3 veces este umbral donde RdsOn alcanza cerca del valor nominal bajo pero no del todo.

Por lo tanto, te sugiero que uses el diodo en modo Fwd para apagarlo con su resistencia general basada en la potencia nominal del diodo Rs [Ω] ~ 1 / 2P [Ω], (ballpark + / -50%) y el Rg seleccionado para determinar su tiempo muerto en el orden de 3 ~ 5x Rs del diodo. Puede agregar una pequeña R en serie con el diodo para reducir las tolerancias del campo de juego para obtener resultados de producción más consistentes.

Esto no tiene la intención de darle una respuesta completa sino más que pensar. Dependiendo de L puede variar ampliamente. Normalmente, es la diferencia entre el caso más desfavorable Tdt = turn {on-off} time.

No es simplemente \ $ Q = I_g * t \ $ ya que también se ve afectado por \ $ I_d = C_ {gd} * dV_ {gd} * dt \ $