Bagaimana cara Mengemudikan MOSFET Sisi Tinggi pada Konverter Unipolar DC-AC Daya Rendah Tegangan Tinggi?

Question

Saya sedang mengerjakan driver piezoelektrik dua tahap sederhana yang terdiri dari konverter flyback DC-DC (dapat diprogram dari 50V ke 250V) dan inverter unipolar setengah jembatan DC-AC. Konverter flyback bekerja dengan baik! .. Tapi saya mengalami masalah dengan tahap DC-AC.

Tahap DC-AC mengambil tegangan tinggi DC yang dihasilkan oleh konverter flyback, dan menciptakan tegangan tinggi sewenang-wenang (0v ke Vboost) di V_out ketika Q_high (meningkatkan tegangan) dan Q_low (menurunkan tegangan) berdenyut on / off. Menggunakan pembagi tegangan untuk umpan balik V_out, saya membandingkan tegangan output dengan bentuk gelombang referensi yang saya inginkan di memori prosesor saya dan menghasilkan pulsa yang diperlukan untuk membuat bentuk gelombang arbitrer (Persegi, Segitiga, Sinusoid, gigi gergaji dll.).

Saat ini gerbang Q_high sedang digerakkan oleh MCU saya pada 5V, yang jelas tidak cukup tinggi untuk menghasilkan Vgs yang diperlukan untuk menjaga transistor tetap menyala saat Vout naik.

Saya sudah mulai membaca tentang driver gerbang, dan sirkuit bootstrap. The IRS20752LPBF Gerbang driver menarik perhatian saya, tapi aku khawatir perangkat ini tidak akan bekerja saat beban tegangan V_out saya berubah sebagai fungsi waktu.

Jadi pertanyaan saya untuk semua orang: apa metode yang baik untuk mengendalikan MOSFET sisi tinggi, mengingat V_out adalah bentuk gelombang AC (unipolar)? Dan bisakah saya menggunakan driver gerbang di aplikasi ini?

Asumsi Saya: Saya tidak memerlukan sirkuit bootstrap untuk mengontrol Q_high, karena saya baik-baik saja dengan menjaga V_out 5V atau lebih di bawah V_boost. Kedua, saya tidak dapat menarik Q_high hingga V_boost ketika saya ingin menyalakannya, dan GND ketika mati, karena itu akan melanggar peringkat Vgs maksimum; Saya harus lebih pandai dan mengendalikan gerbang dengan V_out (mati), atau Vout + Vth (aktif).

Answer 1

Jadi saya menemukan solusi yang tidak hanya sangat sederhana, tetapi bekerja dengan sangat baik. Yang diperlukan hanyalah resistor yang dihubungkan antara gerbang dan sumber transistor sisi tinggi, dan kapasitor pemblokiran DC yang terhubung antara keluaran MCU dan gerbang transistor.

Resistor memastikan bahwa Vgs = 0 ketika transistor seharusnya mati, dan membuat Vg track Vs sehingga Vgs tidak pernah dilanggar. Ketika output MCU rendah, kapasitor diisi ke Vo. Ketika output disetel tinggi, satu sisi kapasitor berada pada 5V dan yang lainnya sekarang pada Vo + 5v. Saat transistor aktif, kapasitor dilepaskan melalui resistor, dan Vgs sedikit berkurang. Selama duty cycle dibuat pendek (dan RC panjang), Vgs (th) akan selalu terpenuhi untuk seluruh pulsa tinggi.