¿Conducir mosfet de lado alto y bajo para convertidor reductor síncrono?

Por lo general, el suministro del controlador de compuerta del lado alto se logra con un "condensador de arranque".

Mientras el lado bajo está encendido, el nodo de conmutación baja y el capacitor se carga a través del diodo. Después de que el lado bajo se apaga y el lado alto se enciende, el controlador de compuerta del lado alto permanece alimentado por la carga almacenada. Esto limita el ciclo de trabajo máximo y la frecuencia de conmutación mínima (ya que no puede permitir que el voltaje del capacitor caiga demasiado), pero es económico y fácil de implementar.

El diseño del puente Nch full-H estándar utiliza el PWM en el lado Lo para crear "voltaje de refuerzo de la bomba de carga (límite en serie y diodo negativo a Vdd para los Vgs en el lado Hi).

Si usa el chip SM72295MA, obtiene estos controladores Hi/Lo para un puente H NCh que se usan como convertidores "Double Buck" para la regulación PMMT con impedancia adaptada al PV y voltaje de la batería regulado tanto por la detección de V, I y controlando la corriente PWM a través de dos inductores con 4 FET.

También tiene muchas otras características que necesitará con FET adicionales para protección inversa, etc.

__--__--_-- ... PWM del lado LO ---||----(Vboost).----|<|----Vdd

La solución más sencilla es utilizar un controlador integrado con salidas de lado alto y lado bajo. Aquí hay un LM5109B como ejemplo:

El controlador de lado bajo es un búfer simple con salida de alta corriente. Conduce la puerta del FET del lado bajo y se alimenta desde el pin Vdd.

• Elija un controlador con voltaje de suministro Vdd compatible con su circuito y el voltaje de accionamiento de compuerta que requieren sus FET. Si sus FET requieren una unidad de compuerta de 10 V, debe usar un controlador con 10-12 V Vdd, no 5 V.

Cuando el FET bajo está ENCENDIDO, corta el nodo de salida "HS" a GND para que el voltaje en el nodo HS esté cerca de 0V. La tapa de arranque (esquina superior derecha) se carga a un voltaje cercano a Vdd a través del diodo de arranque. Luego, cuando el FET bajo se apaga, el controlador del lado alto usa este capacitor de arranque como fuente de alimentación para impulsar el FET superior.

Esto presenta un gran problema: si la tapa de arranque no está cargada con suficiente voltaje, el controlador superior no funcionará.

Esto significa que el FET bajo debe encenderse cada milisegundo para recargar la tapa. Estos controladores no pueden mantener el FET superior ENCENDIDO con un ciclo de trabajo del 100 %; si necesita un ciclo de trabajo del 100 %, necesita un controlador con una bomba de carga integrada, un suministro adicional o use un PMOS como el FET superior (con un controlador adecuado).

Esto también significa que, si hace un convertidor reductor y el nodo HS está conectado a un inductor, luego a la salida de un convertidor reductor... Al inicio, si la salida es 0V, el límite de arranque se cargará a través del diodo. Sin embargo, si la carga es una batería o cualquier cosa que tenga voltaje, entonces el nodo HS podría tener un voltaje lo suficientemente alto como para que la tapa de arranque no se cargue... y entonces el controlador superior no funcionará. Entonces, si desea encender el FET superior, primero debe encender el FET inferior brevemente para cargar la tapa, luego puede encender el FET superior.

Tenga en cuenta que en algunos chips, AMBOS controladores se apagan si el límite de arranque no está cargado, lo que hace que no puedan iniciarse cuando se usan en un convertidor reductor si hay suficiente voltaje presente en la salida. Dado que está fabricando un cargador de batería, debe consultar la hoja de datos para esto.

A continuación, gotcha, el chip de arriba no tiene lógica anti-conducción cruzada. Si configura ambas entradas en "Lógica 1", hará lo que le pida y encenderá ambos FET. Si están conectados a través de una fuente de alimentación lo suficientemente capaz, espere fuegos artificiales.

Algunos chips ofrecerán conducción anticruzada, pero eso podría significar que no puede elegir el tiempo muerto. Si elige uno que le permita elegir el tiempo muerto, entonces debe elegir el valor correcto para asegurarse de que no haya conducción cruzada.

Finalmente, algunos chips ofrecen "emulación de diodo" con un comparador analógico interno que se usa para controlar el FET inferior. Esto es útil si desea una conducción discontinua en el FET inferior en un convertidor reductor y no le gustan las características del diodo interno del FET o desea evitar pérdidas.

También debe asegurarse de que el chip admita la frecuencia que usará (mire los tiempos), la corriente de conducción de acuerdo con sus FET, los tiempos mínimos de encendido/apagado, la disipación de energía, la energía inactiva si le preocupa la baja potencia, modo de espera, adecuado paquete, etc, etc

Tenga en cuenta que los FET tienen un diodo de cuerpo, que está en la dirección correcta para permitir que el voltaje de la batería se esté cargando a través del convertidor reductor, por lo que cuando conecta la batería en la salida, también alimentará la entrada incluso si no hay fuente de alimentación. , que puede causar problemas si no se diseña para ello.

Así que asegúrese de estar al tanto de todo esto... especialmente de los errores.

Luego, en la búsqueda de DigiKey, puede ir a Gate Drivers y seleccionar:

Configuración: Medio Puente

Voltaje lateral alto - Max (Bootstrap): debe estar por encima de Vin, así que elijamos 55V a 600V

Este parece agradable , tiene conducción anticruzada y tiempo muerto ajustable. Tendrá que consultar algunas hojas de datos y elegir un favorito.

PD: su FET requiere al menos una unidad de compuerta de 5V. Lea esto para obtener más información.