El controlador de puerta Mosfet no tiene conexión directa a tierra

Circuito de controlador de puerta

Esta imagen muestra una parte de un circuito de controlador de puerta MOSFET de alta frecuencia (alrededor de 250 kHz). Busqué varios tipos de controladores de puerta en Google y no encontré nada como esto. ¿Alguien puede explicar esta configuración?

¿Cuál es el propósito de los diodos?. ¿Por qué la fuente mosfet no está conectada directamente a la conexión a tierra del controlador de puerta? ¿Cuál es el propósito de dos resistencias de 2k y un capacitor C12 conectados entre +12V y tierra?

Aquí +12V y GND son los terminales de suministro de energía del controlador de compuerta.

Los componentes eléctricos no necesitan una conexión directa a tierra (excepto tal vez pararrayos). Se levanta alrededor de 3*0.6V (tres caídas de diodos) usando R21, R22? y tres diodos en serie.
Muestra todo el circuito. El mosfet de potencia en la imagen tiene un cable colgando en el desagüe, ¿el cable va ese cable? ¿A +12V también? Si la imagen que se muestra es un controlador de puerta mosfet, ¿cómo se conecta este controlador al mosfet que se debe controlar?
Las caídas de CC (I * R) o las patadas inductivas (L * dT/dT) hacen que la "conexión a tierra" sea un desafío. ¿Qué tan alta es la corriente, cambia qué tan rápido, está en su circuito?
@Oldfart lo siento, no puedo entender tu comentario. ¿Qué quisiste decir exactamente con "tierra"? es tierra o que? Aquí quise decir que "tierra" es el terminal negativo de la fuente de alimentación del controlador de puerta.
El drenaje y la fuente del mosfet de potencia @Huisman están conectados a un circuito de alimentación diferente con rieles de alimentación separados. La salida del controlador de puerta se conecta directamente al cable de "señal del controlador de puerta". La fuente de alimentación del controlador de compuerta y la que se muestra arriba +12V/GND es la misma.
@analogsystemsrf ¿Puede explicar más detalladamente su primera oración? Si es posible, dame algunas referencias para aprender sobre la relación entre las patadas inductivas y la conexión a tierra. Se conmutan corrientes tan altas como 10A con alrededor de 250kHz. Es un convertidor resonante en serie.
Lo siento, los 'pararrayos' eran un poco una broma, pero el resto aún se aplica: en el diagrama hay un camino a tierra. La respuesta a continuación de Daniel es más completa.
@Oldfart está bien. Mi pregunta es, ¿cuál es el punto de usar esta disposición de polarización de resistencia de diodo en lugar de conectar directamente la fuente a GND? Qué diferencia hace. Cuales son los beneficios.
Como dice Daniel: cambias el voltaje de umbral al que se abre la puerta. Lo empuja hacia arriba en ~ 1.8 voltios adicionales.
eso significa que el voltaje de umbral aumenta, ¿no es así? ¿Cuál es el beneficio de esto? mejor inmunidad al ruido?

Respuestas (2)

En tales casos, es útil volver a dibujar el circuito: como dice @Oldfart en su comentario, tenemos la siguiente situación

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La fuente del MOSFET de potencia está conectada a tierra a través de tres de los cuatro diodos. D 1 , D 2 , D 3 , D 4 empaquetado como un par de diodos dobles: las resistencias R 21 y R 22 sesgar esta serie de conexiones de diodos con aproximadamente diez miliamperios, para dejar que la fuente vea unos pocos ohmios de resistencia diferencial (al menos en el régimen de pequeña señal) a través de tierra y (quizás esta sea la verdadera razón de su presencia) establecer un umbral de V t h = 3 V γ + V GRAMO S O norte para el voltaje de la señal del controlador de puerta, donde V γ es el voltaje de umbral de los diodos y V GRAMO S O norte es el voltaje de encendido de la fuente de la puerta.

Editar ¿
Qué sucede si la fuente del MOSFET de potencia está conectada directamente a tierra, sin pasar por todos los diodos y el condensador? C 12 con un corto circuito? Desde mi punto de vista, es poco probable que esta etapa se use en algún circuito analógico, por lo que la única consecuencia que veo es que, en este caso, simplemente tiene V t h ≃ V GRAMO S O norte : esto significa que obviamente no puede establecer este umbral cambiando el sesgo de D 1 , D 2 , D 3 . Sin conocer más detalles del circuito, esta es la única hipótesis que puedo hacer sobre cómo funcionaría el circuito.

Su D4 parece estar en la dirección equivocada.
@mmize muchas gracias! Esquemas corregidos.
@DanieleTampieri gracias por la respuesta. cuando la puerta está apagada, muestra aproximadamente 1,7 V negativos entre la puerta y la fuente. ¿Qué quiso decir con "resistencia diferencial"? ¿Puede explicar por qué han usado este arreglo? ¿Qué sucede si elimino los diodos y conecto directamente la fuente con la conexión a tierra del controlador de puerta?
@DamithPavithra la resistencia diferencial es la pequeña resistencia de señal: para los diodos, ya que I A = I s [ Exp ⁡ ( V A / V T ) − 1 ] , tenemos
r D = d V A d I A ≃ V T I A
dónde
V T = k T q ≃ 25 metro V  en  T = 21 ∘ C
es el voltaje térmico. Para la pregunta que hizo en su comentario, sobre lo que sucede si hace un cortocircuito de la fuente a tierra, agregaré algo a mi respuesta anterior.

Con esta disposición, D4 sujeta Vgs negativos y los otros diodos proporcionan una impedancia de carga superior a Vgs (th) si es inferior a 1,8 V, entonces puede conducirlo con una fuente de corriente con pull up o una fuente de voltaje o incluso un condensador con abrazadera negativa de diodo con PWM si pensó que esto era una ventaja para la conducción de CC aislada de la puerta con un potencial de tierra diferente. Se necesita una serie R para permitir que Vgs => 3Vt garantice un RdsOn bajo, por lo que un diodo + Zener adecuado sería mejor que 3 diodos.

gracias por la respuesta. ¿Puedes explicar más tu respuesta? Su primera oración parece ser muy larga y no puedo entender claramente. ¿Puede darme algunos buenos recursos (un enlace, un libro, etc.) para aprender más sobre la conducción de puertas MOSFET?
El controlador de puerta Mosfet no tiene conexión directa a tierra
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v