Bootstrap-koppling vid high- och low-side mosfet-drivning.

[kimachren]

Innan jag ens har hunnit få klart min förra buck-omvandlare har jag nu börjat på en ny, mindre variant. Den ska kunna köras med endast en li-ion cell och måste därför fungera med spänningar ned till 3,5V.

Till min fundering; hur blir det med gate-spänningen när den övre transistorn har slagit på? Potentialen ligger ju högre på gate än på JP4 (source) i början, men när transistorn är på blir ju JP4-minst lika hög. Detta borde göra att transistorn slår av tillbaka. Eller tänker jag fel? JP4 är kopplad till JP3.

[Tekko]

Du behöver en sk level shifter mellan ingången på högsidensdrivaren och din pwm ingång. Jag rekommenderar att du skippar denna lösning och istället använder en IR2111 komplett med förinställt dödtid, dock går det inte att stira hög/låg seda separat, IR2010 och IR2011 är en komplett drivkrets för high side och low side och är det du behöver.

Du kan givitvis hänga på dina trissor efter denna gate driver för att öka strömkapabiliten då dessa drivkretsar bara kan ge upp till 1A.

[kimachren]

Jag har tittat på färdiga drivare, men jag har inte hittat någon som klarar så låg inspänning som 3,5 V. T.ex. TPS28225, som jag har använt tidigare, kräver minst 4,2 V. Sedan får inte de enorma SOIC8-kretsarna plats på mitt kort då det blir 22 mm i diameter. Därav denna hemsnickrade lösning. FET:arna jag tänkte använda är dessutom ytterst lättdrivna, så några större strömmar kommer inte att krävas.

[Tekko]

Man kan även använda optokopplare för att nivåskifta en signal, dock är dessa endera långsamma eller svindyra.

När jag byggde en 2kW buck converter så använde jag en HCPL3120 optoisolerad gate driver med en flytande spänningsmatning för högsidesdrivning, och dioder istället för en lågsides mosfet.

Här är ett exempel på hur level shifting funkar:

[kimachren]

Det där med nivåskiftandet hade jag redan löst, men tack ändå! Fortfarande funderar jag dock på den där bootstrap-kondensatorn. Borde jag sätta en diod mellan den och JP4? Fast då blir det ju ytterligare ett spänningsfall över den, vilket inte är bra då spänningen blir låg ändå.

[bearing]

Ja, man behöver en diod (t.ex. schottky för lågt spänningsfall) mellan matningsspänningen och bootstrap-kondensatorn. Kondensatorn laddas via dioden när nedre transistor leder.

Finns det verkligen POWER MOSFET som kan drivas med bara 3,7V gatesignal?

Jag tror du behöver switcha upp spänningen till 10-12V för matning av gatedrivern.

[Tekko]

Det finns fetar med 8V max gatespänning, men de är små flugskitar i storlek.

[kimachren]

De jag har tänkt använda har en Vth på strax över 1 V och om man tittar i diagrammet för Rdson vs. Vgs så leder den nästan fullt redan vid 3 V. Och ja, flugskitar kan man kalla dem då de är PowerPAK1212, dvs. 3,1x3,1x1,2 mm http://www.vishay.com/docs/66707/sis454dn.pdf. De syns som svagt vita fyrkanter på det undre kortet.

[bearing]

OK, ja, den där transistorn ser ju ut att funka med 3-4V på gaten.

För att få tillräcklig spänning på bootstrap skulle du kunna använda en spänningspump m.h.a en kondensator på nedre FET.

Är transistorernas matning samma batteri?
Kan det gå att använda PMOS på höga sidan? t.ex. en kapsel med NMOS/PMOS-par?

Hur hög är strömmen?

[kimachren]

Allting ska vara kopplat till ett och samma batteri (-paket) och jag försöker få den att klara 9 A, som en sst-90 ska ha.
P-kanal går mycket väl att använda, men då dessa är lite sämre på allt, så att säga, vill jag gärna använda N istället. Frågan är dock om jag inte får ge upp och köra på P ändå p.g.a. utrymmesbrist.

För tillfället brottas jag också med hur jag ska ladda batteriet (har laddkrets). Från början hade jag nämligen tänkt ha en vanlig strömbrytare på batterikabeln, men det betyder ju då att jag måste ha lampan påslagen för att den ska ladda...