Comment puis-je ralentir le temps de commutation d'un MOSFET?


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J'ai un NMOS qui passe trop vite pour mon application. Dans la porte, j'envoie une onde carrée de niveau logique (PWM). Malheureusement pour moi, comme prévu, la sortie est également une onde presque carrée.

Comment puis-je faire en sorte que le Vout soit plus trapézoïdal? Ou dit autrement, quelle est la modification la plus simple que je puisse faire pour diminuer le taux de balayage à la sortie?

Remarque: (Vin) est la tension appliquée à la grille du NMOS et (Vout) est la tension observée au drain du NMOS.

entrez la description de l'image ici entrez la description de l'image ici


Juste une note, car tout le monde se demande. La résistance représente une charge de 50 watts, qui sera pulsée pendant seulement 0,5 s. Cependant, je ne peux pas l'allumer trop vite.
hassan789

Compte tenu des informations mises à jour, j'ai supprimé ma réponse
Adam Head

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Si vous plongez dans une charge de 50 W, une mise sous tension plus lente peut entraîner une dissipation de puissance importante dans le MOSFET. Si vous pouvez PWM la rampe, ce serait plus facile.
Nick T

Réponses:


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Le seul contrôle que vous avez sur la résistance du FET est la tension grille-source. Vous devez ralentir le changement de cette tension. La façon la plus courante de le faire est un filtre RC à la porte. Mettez une résistance entre votre source de lecteur et la porte de l'appareil, et la capacité parasite de la porte formera un filtre RC. Plus la résistance est grande, plus l'allumage et l'extinction sont lents.

Si la résistance devient trop grande, vous pouvez avoir des problèmes d'immunité au bruit (faux déclencheurs de porte et autres), donc au-delà d'une certaine valeur de résistance (peut-être dans la plage 10k-100k), vous feriez mieux d'ajouter une source de grille capacitive pour ralentir la commutation plus bas.

En règle générale, je mets toujours un filtre RC avec une résistance de rappel sur tous les FET. Cela permet de contrôler le temps de montée et offre une meilleure immunité au bruit.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Gardez à l'esprit que chaque fois que votre FET ne passe pas complètement "en marche" ou "hors", il voit des pertes accrues. S'il est allumé, l'appareil a une très basse tension à travers lui. S'il est éteint, l'appareil n'a pas de courant à travers lui. De toute façon, faible perte. Mais si vous êtes entre les deux, l'appareil voit à la fois la tension et le courant, ce qui signifie que sa dissipation de puissance est beaucoup plus importante pendant cette période. Plus vous passez lentement, plus la perte augmente. À quel moment cela devient un problème dépend du FET, de la source et de la fréquence de commutation.


ont un problème similaire concernant l' électronique
allumée

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Pas assez de temps Miller? Il suffit de l'étendre.

Spehro a la bonne approche ici. Je vais monter ses queues de manteau et développer un peu l'idée, car c'est une si bonne idée pour ce genre de chose.

CdggfsCdgCfb

entrez la description de l'image ici

VdrvVdsRgRLgfsCfbVgsVdsVdrv

RLsCfb(gfsRgRL+Rg+RL)+1

RgRLgfsCfb

RgRLVdrv-pkVccgfs

VdsVdrv-pk

entrez la description de l'image ici

CfbCfb


mais si j'introduis un dV / dt (à peu près un pic de tension) à Vgs, il ne s'allumera que momentanément non?
hassan789

@ hassan789 Eh bien, les événements dV / dt sont momentanés dans un sens ou dans l'autre. C'est l'injection de charge du drain à la grille via Cfb, et dépend de Vcc et de la vraie nature de la charge. Si Vcc apparaît rapidement et que la charge a un élément capacitif, dV / dt peut être suffisant pour provoquer une certaine conduction. Une estimation grossière pourrait être faite de dV / dt tolérable avec dV / dt ~ Vth / (RgCfb). Ou dV / dt peut prolonger la désactivation au-delà des attentes. Juste besoin d'être conscient.
gsills

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Vous pouvez ajouter une résistance série à la grille. Cela est souvent fait pour ralentir les temps de montée / descente afin de réduire l'EMI ou d'éviter un dépassement excessif. Évidemment, cela augmente les pertes de commutation (mais pas les pertes de conduction), il y a donc un compromis. En plus de ralentir la commutation, cela ajoutera également un temps de retard, alors gardez cela à l'esprit s'il y a un risque de conduction croisée ou de problèmes similaires.

CGSCDGCDG


Dois-je courir le risque de ne pas activer complètement le FET en faisant cela?
hassan789

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@ hassan789: En supposant que l'onde carrée ne se retourne pas avant d'avoir saturé, non.
Ignacio Vazquez-Abrams

@ hassan789 Non, comme je l'ai dit, cela n'augmentera pas les pertes de conduction . La tension de grille après un certain temps sera essentiellement la même que sans la résistance, car la fuite de grille doit être très faible. Bien sûr, le MOSFET ne sera pas complètement activé pendant la commutation (augmentant la dissipation de puissance), mais je pense que c'est ce que vous avez demandé.
Spehro Pefhany

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Quelles sont les conditions de fonctionnement de votre MOSFET?

Lorsqu'il est utilisé comme commutateur, le MOSFET est la plupart du temps dans deux états:

  • Vds
  • VdsId×Rds_onIdRds_on×Id2

VdsId×Vds

Si vous prévoyez, par conception, de mettre votre MOSFET plus longtemps dans ce troisième état, vous devez vous assurer que l'augmentation de la température de sa jonction ne le laissera pas dépasser la température maximale autorisée pour cette jonction. (trouvé dans la fiche technique) La réduction de la vitesse de balayage d'un MOSFET doit être soigneusement étudiée.

Je ne sais pas ce que tu conduis avec. S'il s'agit d'une LED et que vous souhaitez qu'elle devienne de plus en plus lumineuse, mais lentement, vous feriez mieux d'utiliser un PWM sur la grille de votre MOSFET et de l'utiliser toujours comme interrupteur. Si le PWM est très rapide, il ne sera pas perceptible à l'œil humain.

La même approche est également valable pour la conduite d'un moteur.


En fait, j'essaie d'exploiter le 3ème état ... pour mon application, je veux que le FET reste dans le 3ème état plus longtemps (je sais que cela signifie que le fet va brûler). Mais il ne sera à l'état linéaire que pendant une petite période
hassan789
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