Comment piloter un MOSFET côté haut dans un convertisseur unipolaire CC-CA haute tension basse puissance?
Je travaille sur un simple driver piézoélectrique à deux étages composé d'un convertisseur flyback DC-DC (programmable de 50V à 250V) et d'un onduleur unipolaire DC-AC demi-pont. Le convertisseur flyback fonctionne très bien! .. Mais j'ai des problèmes avec l'étage DC-AC.
L'étage DC-AC prend la haute tension continue générée par le convertisseur flyback et crée une haute tension arbitraire (0v à Vboost) à V_out lorsque Q_high (augmente la tension) et Q_low (diminue la tension) sont activés / désactivés par impulsions. En utilisant un diviseur de tension pour le retour V_out, je compare la tension de sortie à ma forme d'onde de référence souhaitée dans la mémoire de mon processeur et génère les impulsions nécessaires pour créer la forme d'onde arbitraire (carré, triangle, sinusoïde, en dents de scie, etc.).
Actuellement, la porte Q_high est pilotée par mon MCU à 5V, ce qui n'est évidemment pas assez élevé pour produire les Vgs nécessaires pour maintenir le transistor allumé lorsque Vout augmente.
J'ai commencé à lire sur les pilotes de porte et les circuits d'amorçage. Le pilote de porte IRS20752LPBF a attiré mon attention, mais je crains que cet appareil ne fonctionne pas lorsque ma tension de charge V_out change en fonction du temps.
Donc ma question pour tout le monde: quelle est une bonne méthode pour contrôler le MOSFET du côté haut, étant donné que V_out est une forme d'onde AC (unipolaire)? Et puis-je simplement utiliser un pilote de porte dans cette application?
Mes hypothèses: je n'ai pas besoin d'un circuit bootstrap pour contrôler Q_high, car je suis d'accord pour garder V_out 5V ou plus en dessous de V_boost. Deuxièmement, je ne peux pas tirer Q_high jusqu'à V_boost lorsque je veux l'allumer, et GND lorsqu'il est désactivé, car cela violera les cotes Vgs maximales; Je dois être plus intelligent et conduire la porte avec soit V_out (désactivé), soit Vout + Vth (activé).
Réponses
J'ai donc trouvé une solution qui n'est pas seulement super simple, mais qui fonctionne extrêmement bien. Tout ce qui est nécessaire est une résistance connectée entre la grille et la source du transistor côté haut, et un condensateur de blocage CC connecté entre la sortie MCU et la grille du transistor.
La résistance s'assure que Vgs = 0 lorsque le transistor est supposé être bloqué, et fait en sorte que Vg voie Vs pour que Vgs ne soit jamais violé. Lorsque la sortie MCU est faible, le condensateur est chargé à Vo. Lorsque la sortie est basculée vers le haut, un côté du condensateur est à 5V et l'autre est maintenant à Vo + 5v. Pendant que le transistor est passant, le condensateur se décharge à travers la résistance et Vgs diminue légèrement. Tant que le cycle de service est maintenu court (et RC long), Vgs (th) sera toujours satisfait pour toute l'impulsion haute.
