Как управлять полевым МОП-транзистором высокого напряжения в низковольтном униполярном преобразователе постоянного тока в переменный высокого напряжения?
Я работаю над простым двухступенчатым пьезоэлектрическим драйвером, состоящим из обратноходового преобразователя постоянного тока (программируемый от 50 В до 250 В) и полумостового униполярного инвертора постоянного тока в переменный. Обратный преобразователь работает отлично! .. Но у меня проблемы со ступенью DC-AC.
Каскад DC-AC принимает высокое напряжение постоянного тока, генерируемое обратноходовым преобразователем, и создает произвольное высокое напряжение (от 0 В до Vboost) на V_out, когда Q_high (увеличивает напряжение) и Q_low (уменьшает напряжение) включены / выключены. Использование делителя напряжения для V_out обратной связи, я сравнивать выходное напряжение моей желаемой эталонной формы волны в памяти моего процессора и генерировать необходимые импульсы для создания произвольной формы (квадрат, треугольник, синусоида, пилообразные и т.д.).
В настоящее время затвор Q_high управляется моим микроконтроллером при напряжении 5 В, что явно недостаточно для создания напряжения Vgs, необходимого для поддержания транзистора включенным при нарастании напряжения Vout.
Я начал читать о драйверах затворов и схемах начальной загрузки. Driver IRS20752LPBF Gate захватил мое внимание, но я беспокоюсь , что это устройство не будет работать , когда моя нагрузка V_out напряжение изменяется в зависимости от времени.
Итак, мой вопрос ко всем: каков хороший метод управления полевым МОП-транзистором высокого напряжения, учитывая, что V_out - это сигнал переменного тока (униполярный)? А можно в этом приложении просто использовать драйвер ворот?
Мои предположения: мне не нужна схема начальной загрузки для управления Q_high, так как я могу поддерживать V_out на 5 В или более ниже V_boost. Во-вторых, я не могу подтянуть Q_high до V_boost, когда я хочу его включить, и GND, когда выключен, так как это нарушит максимальные рейтинги Vgs; Мне нужно быть более умным и управлять воротами с помощью V_out (выключено) или Vout + Vth (включено).
Ответы
Итак, я нашел решение, которое не только очень простое, но и очень хорошо работает. Все, что требуется, - это резистор, подключенный между затвором и истоком транзистора со стороны высокого напряжения, и блокирующий конденсатор постоянного тока, подключенный между выходом MCU и затвором транзистора.
Резистор гарантирует, что Vgs = 0, когда транзистор должен быть выключен, и заставляет Vg отслеживать Vs, поэтому Vgs никогда не нарушается. Когда на выходе MCU низкий уровень, конденсатор заряжается до Vo. Когда на выходе установлен высокий уровень, одна сторона конденсатора находится на 5 В, а другая - на Vo + 5 В. Пока транзистор включен, конденсатор разряжается через резистор, и Vgs немного уменьшается. Пока рабочий цикл остается коротким (а RC длинным), Vgs (th) всегда будет удовлетворяться для всего высокого импульса.
