Bomba de carga flotante para polarización MOSFET de canal N de lado alto

Esta pregunta se deriva de ésta . Me gustaría mantener la compuerta encendida por un período de tiempo indefinido (100 % del ciclo de trabajo) y para eso me gustaría usar una bomba de carga ya que la idea con un relé no es atractiva. El problema es que Vin es alto (~55 V CC) y el circuito de la bomba de carga tiene que sobrevivir a este voltaje. Si quiero evitar la fuente de alimentación flotante separada, la bomba de carga tiene que estar flotando. Encontré tal solución que lamentablemente está obsoleta (en Semi NIS6201) y sin ningún sucesor. Otra posibilidad es utilizar un controlador de intercambio en caliente barato (es decir, LM5069) que viene con dicha bomba de carga.

diagrama de bloques LM5069

Otra posibilidad es construir una bomba de carga que sobreviva a más de 50 V CC. La pregunta es cómo emular la solución que se usa en los controladores LM5069 o similares mencionados.

EDITAR1 (2015-01-29):

Probé en la placa de pruebas el circuito propuesto por Dwayne Reid y obtuve resultados confusos. La lectura del DVM es de casi 50 V CC entre las salidas "puerta" y "fuente", pero al mismo tiempo la medición del osciloscopio (método diferencial, el canal 1 o el canal A está conectado a la "puerta" y el canal 2 o B invertido a la salida "fuente") da yo ~22V.

Resultados medidosAdemás, cuando conecto la tierra de cualquier sonda (y la medición diferencial no está habilitada), el voltaje de salida en el DVM cae inmediatamente a ~13,8 V. Espero que sea un comportamiento regular ya que la conexión a tierra (pin 1) está conectada a tierra de esa manera (hm, pero DVM funciona con batería y, por lo tanto, ¿"flota"?). La lectura DVM de 50 V mencionada está presente solo cuando la punta de la sonda está conectada a la salida de "puerta".

Mosfet no estaba conectado y no sé qué pasará si traigo 55 V CC al drenaje. El temporizador NE555 está conectado a 15V en lugar de 12V. La frecuencia es de 370 KHz.

EDIT2 (2015-01-31):

Aquí hay una versión probada de la bomba de carga flotante. Encontré dos documentos particularmente útiles: TI - Diseño de bomba de carga discreta, slva398a e IR - HV Floating MOS-Gate Driver ICs, an-978 .

bomba de carga flotante

Se probaron dos escenarios (Vin=56VDC en ambos casos): R2=3.3K y R2=4.7K.

Respuestas (2)

Una solución barata y desagradable es usar un oscilador 555 que funciona con 12 V y alimenta capacitivamente un rectificador de duplicación de voltaje en su controlador de lado alto.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Ok, algo como esto fue mi idea inicial pero pensé que no era viable para Vin de ~55VDC. De todos modos, puedo intentar probarlo ya que la posible pérdida son pocos componentes baratos.

Cuanto más investigué sobre esto (estoy planeando hacer un ciclo de trabajo del 100% con un riel de 300 V CC), parece que obtener un convertidor CC / CC aislado dedicado es la mejor manera de hacerlo. Por ejemplo: http://www.digikey.com.au/en/product-highlight/x/xp-power/ie-series

Luego, alimente la salida de este convertidor a la entrada del lado alto del controlador MOSFET (en Cboot).