Usando un IR2125 para conducir una puerta MOSFET

He hecho un poco de experimentación y he aprendido bastante de otros miembros del sitio aquí. He construido varios circuitos que controlan un MOSFET de canal N en el "lado bajo". Pero para construir un inversor de puente H, necesito controlar los MOSFET tanto en el "lado alto" como en el "lado bajo".

Aunque tengo los componentes para ensamblar el circuito controlador necesario, tiendo a estar de acuerdo con otros colaboradores aquí en que debería comprar un chip "controlador". Por lo que entiendo, la mayoría de estos son solo una bomba de carga interna con algunos componentes externos necesarios.

Creo que entiendo el uso de tales circuitos, pero tengo algunas preguntas. La mayor parte de mi conocimiento proviene de leer la hoja de datos del IR2125 en este momento.

Lo encontré aquí: http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2125.pdf

  1. Todos los chips de controlador muestran un valor como V-offset. ¿Es este el voltaje máximo que pueden producir sobre el suelo en el circuito? Por ejemplo, si tengo una fuente de corriente de 170 VDC, la puerta del lado alto para la mayoría de los MOSFET debe estar alrededor de 180 VDC con respecto a tierra. Esto me daría un voltaje Gate-Source de aproximadamente 10 voltios.

  2. La mayoría de los controladores tienen un pin INo SIGNAL. Esto es lo que controla si el conductor está cargando o descargando la puerta. Supongo que mi señal siempre será de 5 voltios provenientes de un microcontrolador. Si conecto el V-B(voltaje de salida flotante del lado alto) del controlador a la fuente del MOSFET del lado alto, ¿necesito un optoacoplador para controlar el circuito del controlador?

  3. Lista de controladores a T-ony a T-off. Cuando considero la frecuencia de conmutación máxima de un circuito, ¿solo necesito sumar esos valores con la velocidad de conmutación del MOSFET que estoy usando?

  4. No entiendo cómo debe funcionar la "función de limitación de corriente" del IR2125. Muestra una conexión adicional al MOSFET que no entiendo completamente. ¿Este controlador está diseñado para funcionar con MOSFET como el IRCZ44? ¿Puedo simplemente ignorar los pines de detección actuales en el controlador, o hay un controlador más barato que pueda seleccionar?

  5. El compañero del IR2125es el IR2121del "lado bajo". ¿Estos chips están destinados a ser una forma económica de obtener voltajes de accionamiento de compuerta de una fuente de alimentación de +5 VCC?

¿Cuál es el voltaje de CC de entrada a su medio puente? ¿Qué corrientes vas a cambiar por MOSFET?
Hay circuitos integrados de controlador de medio puente confiables. Reciben 2 señales lógicas y manejan 2 MOSFET: lado alto uno y lado bajo uno. Sin embargo, normalmente funcionan con una entrada de hasta 80 V CC.
Sin embargo, si su voltaje de conmutación es alto (200 V o más), debe usar controladores aislados. Y la elección del controlador adecuado depende de la potencia que cambie.

Respuestas (2)

  1. No estoy seguro de que el término v-offset tenga un significado universal. La mejor manera de saberlo es mirar las Condiciones de funcionamiento recomendadas (en la página 2 de la hoja de datos), enumera Vs (una etiqueta de pin específica) puede operar hasta 500 V máx. Junto con la nota anterior de que todos los voltajes se refieren a COM, es una indicación positiva de que el controlador está diseñado para operar hasta 500 V.

  2. En la página 3 de la hoja de datos, hay especificaciones del pin "IN": VIH y VIL indican niveles TTL de 5V; I-in+ e I-in- indican requisitos de baja corriente, lo que significa que puede ser controlado por cualquier salida lógica.

  3. t-on y t-off son retrasos de propagación y tienen cierta relación con la frecuencia máxima, también son importantes cuando se tiene que cronometrar un puente para minimizar el disparo. Pero para la velocidad de conmutación máxima general del MOSFET, el tiempo de subida y bajada (tr, tf) juega un papel más importante. En la mayoría de los casos, no desea operar cerca de la tasa de conmutación "máxima" porque sería demasiado ineficiente y también demasiado "no lineal" si eso es importante.

  4. La función de límite de corriente opera detectando la diferencia de voltaje entre los pines CS y Vs. Los valores de umbral se dan en la página 3 como V-CSTH+ y V-CSTH-, siendo el valor típico 0,23 V. Como ejemplo, conecte una resistencia de 0,1 ohmios de CS a Vs como se muestra en el diagrama de la primera página. Cuando la corriente a través de la resistencia llega a 0,23 V/0,1 ohmios = 2,3 A, el límite de corriente se activará y apagará el pin HO.

  5. Es un circuito más barato para el lado bajo. El voltaje de la compuerta (y el suministro) debe coincidir con el del MOSFET y no es necesariamente de 5V.

  1. La compuerta se puede accionar hasta el voltaje de compensación más 18 V (Vb).

  2. Necesita un aislador si desea aislar el microcontrolador del bus de suministro. Si el bus está conectado a la red eléctrica, podría ser un requisito por razones de seguridad (o quizás el aislamiento de seguridad podría proporcionarse en otro lugar y el micro estaría conectado directamente a la red eléctrica). Ciertamente, para el desarrollo querrías aislamiento. No olvide que debe cambiar la entrada continuamente para que funcione.

  3. Es un poco más complejo que eso si quieres que funcione bien , pero ton+tr+toff+tfall sería lo más rápido que podría (más o menos) cambiar completamente las puertas.

  4. El límite de corriente funciona al detectar un voltaje a través de una resistencia de valor muy bajo. Cuando alcanza los 230 mV nominales, se detecta como sobrecorriente. Probablemente haya algún tipo de lógica de supresión allí para cuando cambia para crear un breve retraso para tener en cuenta la corriente del controlador de puerta y las inductancias parásitas. El esquema muestra un dispositivo con un cable de detección adicional; un nombre comercial es SENSEFET. El cable adicional divide una fracción de la corriente que pasa a través del cable de la fuente principal. Puede pensar en él como un pequeño MOSFET en paralelo con un MOSFET mucho más grande, y el pequeño compañero MOSFET hace una pequeña parte del trabajo. Por ejemplo, el NTMFS4833NS tiene una relación de detección de 387:1, por lo que una corriente de drenaje de 100 A daría como resultado una corriente de detección de 258 mA y una resistencia de 0,9 Ω dispararía la sobrecorriente a aproximadamente 100A.

  5. No solo eso, conducen una corriente significativa a las puertas para que cambien rápidamente. Si no maneja suficiente corriente, los MOSFET cambiarán lentamente y obtendrá mucho calentamiento adicional, especialmente en frecuencias de conmutación más altas. Por lo tanto, es un cambio de nivel y una etapa de salida push-pull de corriente bastante alta. Más UVLO, que es un importante circuito de autoconservación del sistema.

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