Come posso pilotare un MOSFET High Side in un convertitore unipolare CC-CA ad alta tensione e bassa potenza?
Sto lavorando ad un semplice driver piezoelettrico a doppio stadio composto da un convertitore DC-DC flyback (programmabile da 50V a 250V) e da un inverter unipolare semiponte DC-AC. Il convertitore flyback funziona alla grande! .. Ma ho problemi con lo stadio DC-AC.
Lo stadio CC-CA prende l'alta tensione CC generata dal convertitore flyback e crea un'alta tensione arbitraria (da 0 V a Vboost) a V_out quando Q_high (aumenta la tensione) e Q_low (diminuisce la tensione) vengono attivati / disattivati. Utilizzando un partitore di tensione per il feedback V_out, confronto la tensione di uscita con la forma d'onda di riferimento desiderata nella memoria del mio processore e genera gli impulsi necessari per creare la forma d'onda arbitraria (quadrato, triangolo, sinusoide, dente di sega ecc.).
Attualmente il gate Q_high è pilotato dal mio MCU a 5V, che ovviamente non è abbastanza alto da produrre il Vgs necessario per mantenere il transistor acceso quando Vout aumenta.
Ho iniziato a leggere su gate driver e circuiti bootstrap. Il gate driver IRS20752LPBF ha attirato la mia attenzione, ma temo che questo dispositivo non funzioni quando la tensione V_out del mio carico cambia in funzione del tempo.
Quindi la mia domanda per tutti: qual è un buon metodo per controllare il MOSFET lato alto, dato che V_out è una forma d'onda AC (unipolare)? E posso semplicemente usare un gate driver in questa applicazione?
I miei presupposti: non ho bisogno di un circuito bootstrap per controllare Q_high, dal momento che sto bene mantenendo V_out 5V o più al di sotto di V_boost. Secondo, non posso portare Q_high fino a V_boost quando voglio accenderlo e GND quando è spento, poiché ciò violerà i valori massimi di Vgs; Devo essere più intelligente e guidare il cancello con V_out (off) o Vout + Vth (on).
Risposte
Quindi ho trovato una soluzione che non solo è semplicissima, ma funziona molto bene. Tutto ciò che è richiesto è un resistore collegato tra il gate e la sorgente del transistor high side e un condensatore di blocco CC collegato tra l'uscita MCU e il gate del transistor.
Il resistore si assicura che Vgs = 0 quando il transistor dovrebbe essere spento e fa in modo che Vg traccia Vs in modo che Vgs non venga mai violato. Quando l'uscita MCU è bassa, il condensatore viene caricato su Vo. Quando l'uscita è impostata su alto, un lato del condensatore è a 5V e l'altro è ora a Vo + 5v. Mentre il transistor è acceso, il condensatore si scarica attraverso il resistore e Vgs diminuisce leggermente. Finché il ciclo di lavoro viene mantenuto breve (e RC lungo), Vgs (th) sarà sempre soddisfatto per l'intero impulso alto.
