Drivning av MOSFET, höga sidan

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
syltkaka
Inlägg: 188
Blev medlem: 9 december 2006, 18:55:09
Ort: Göteborg

Drivning av MOSFET, höga sidan

Inlägg av syltkaka »

Jag ska konstruera en h-brygga. Hittills finns den bara i huvudet på mig, inget är testat. Jag är mycket medveten om att det är svårt och det är stor sannolikhet att jag misslyckas på vägen.

H-bryggan ska designas för att klara "relativt" höga spänningar och strömmar, 36V 20A.

Designen som jag tänkt för tillfället är att den ska bestå av endast n-kanals MOSFETar. Själva styrningen (logiken) av varje transistor görs med en dedikerad µC. Endast de nedre transistorerna switchas med för ändamålet avsedda "gate-drivare"

Problemet är att jag inte vet hur jag ska driva de övre (höga) transistorerna. Eftersom Vgs för transistorn är +/- 20V så måste jag ha en spänning på exempelvis +12V i förhållande till sourcen på transistorn. Hur ska jag skapa denna spänning? Strömmen som källan bör kunna lämna uppgår till högst ett par 100mA då jag inte ska switcha de övre transistorerna. Ett batteri är inte aktuellt. Antar att en high side gate driver inte fungerar eftersom jag inte switchar. Är en isolationstranformator ett alternativ och finns dem för kretkortsmontage?
sodjan
EF Sponsor
Inlägg: 43247
Blev medlem: 10 maj 2005, 16:29:20
Ort: Söderköping

Inlägg av sodjan »

> att den ska bestå av endast n-kanals MOSFETar.

Varför det ?

> Problemet är att jag inte vet hur jag ska driva de övre (höga) transistorerna.

Exakt...
syltkaka
Inlägg: 188
Blev medlem: 9 december 2006, 18:55:09
Ort: Göteborg

Inlägg av syltkaka »

För att de överlag har lägre Rds on, lägre pris och är vanligare än p-kanal.
sodjan
EF Sponsor
Inlägg: 43247
Blev medlem: 10 maj 2005, 16:29:20
Ort: Söderköping

Inlägg av sodjan »

Kanske det, man fungerar det ?
sodjan
EF Sponsor
Inlägg: 43247
Blev medlem: 10 maj 2005, 16:29:20
Ort: Söderköping

Inlägg av sodjan »

Tja, tydligen, med en hel del extra pyssel...

http://www.cadvision.com/blanchas/hexfet/nch-brdg.htm
syltkaka
Inlägg: 188
Blev medlem: 9 december 2006, 18:55:09
Ort: Göteborg

Inlägg av syltkaka »

Haken med den är att i startögonblicket (eller när motor "stallar") så är spänningsfallet över motorn litet vilket gör att du kommer överstiga transistorns Vgs. Om matningsspänningen är 18V så kommer Vgs ligga på något mindre än 36V.
rehnmaak
Inlägg: 2204
Blev medlem: 13 december 2005, 01:43:41

Inlägg av rehnmaak »

Om du inte tänker switcha de övre mosfetarna så är den enda lösningen att använda dc/dc omvandlare för de två övre paren. Sedan kör man med optokopplade mosfet-drivare.
ie
EF Sponsor
Inlägg: 1371
Blev medlem: 23 oktober 2006, 13:12:57
Ort: Tyresö

Inlägg av ie »

Kolla på HIP4081. Den har inbyggd drivning av både höga och låga sidan.
syltkaka
Inlägg: 188
Blev medlem: 9 december 2006, 18:55:09
Ort: Göteborg

Inlägg av syltkaka »

regnmaak: Kan du ge exempel på en sådan dc/dc omvandlare, länk? Vad menas med optokopplade mosfetdrivare?

ie: Jo visst kan man använda en sådan men det var inte det jag var ute efter. Det finns färdiga h-bryggor också. Men de är lite för dyra precis som HIP4081.
spaceniggah
Inlägg: 66
Blev medlem: 5 april 2005, 12:14:25

Inlägg av spaceniggah »

Tja! Har byggt en del klass D steg. Helt klart enklast är att använda mosfet drivare som klarar både övre och undre N-FET och som även har deadtime.

Kolla på IRs drivers. Säljs bla på Farnell
rehnmaak
Inlägg: 2204
Blev medlem: 13 december 2005, 01:43:41

Inlägg av rehnmaak »

Problemet var ju att de övre switchparet inte switchas. Då fungerar inte 99% av drivarna eftersom de bygger på boot strap principen.
Användarvisningsbild
$tiff
Inlägg: 4941
Blev medlem: 31 maj 2003, 19:47:52
Ort: Göteborg
Kontakt:

Inlägg av $tiff »

"Själva styrningen (logiken) av varje transistor görs med en dedikerad µC."

Slöseri med resurser! Antingen motiverar du detta riktigt bra, eller så gör du som folk brukar göra och switchar på höga sidan (och på låga) för att komma undan med en helt vanlig och trevlig FET-drivare (ex IR2108, som jag av en händelse lekte med senast idag). Visst, den behöver matning på 10-20 V strikt, men det är betydligt enklare att fixa än två DC-isolerade 12 V-källor! Finns även många IC som gör jobbet för alla fyra transistorer åt dig med varierade egenskaper.
grubs
Inlägg: 257
Blev medlem: 6 juni 2007, 01:34:39
Ort: Göteborg

Inlägg av grubs »

Jag har sett några lösningar där små ringkärnor har använts med 1:1 eller 1:2 lindningar för att driva den höga sidan eller alla transistorerna. Gate-sidan kopplades helt enkelt mellan Gate och Source och drivningen kom från en PWM-krets eller uC via ett par transistorer för att få lite högre ström.

Varför inte switcha det övre paret? Vad är fördelen med detta?
syltkaka
Inlägg: 188
Blev medlem: 9 december 2006, 18:55:09
Ort: Göteborg

Inlägg av syltkaka »

rehnmaak: Tack. Nu klarnade det. De där spänningsomvandlarna visste jag inte att de fanns bara.

spaceniggah: Jo, tyvärr är de komponenterna lite dyra tycker jag. Men jag börjar kanske inse att det kommer kosta en del ändå. Antingen i den ena eller andra änden.

Stiff: Hehe. Motivering och motivering men min tanke är att bygga en modul som jag kan använda i flera projekt. Denna modul ska bestå av en h-brygga med återkoppling av varvtalet. Det ska alltså regleras. Men poängen är sen att jag ska kommunicera med h-bryggan seriellt. Det är fortfarande slöseri med resurser men jag gillar att "gömma undan" motorsyrningen i ett snyggt paket som är enkelt att styra, sen behöver jag inte tänka på den mer.

grubs: Den ursprungliga anledningen till att jag inte tänkt switcha det övre paret är att det är dyrt att ha en källa som kan lämna "höga" strömmar för switchningen. Att bara öppna FETen långsamt en gång kräver inte alls så hög stöm. Det är helt enkelt för att förenkla drivningen.
Skriv svar