Uso de un MOSFET para cambiar un alto voltaje en una carga capacitiva

Estoy tratando de sesgar el filamento de un cañón de electrones a -575 V, pero necesito encenderlo y apagarlo usando una señal TTL. Tengo una idea de cómo hacerlo, pero me gustaría saber si funcionará antes de empezar a jugar con las fuentes de alimentación HV. Mi pregunta es ¿este circuito cambiará el voltaje? Si no, ¿cómo puedo mejorarlo o qué funcionaría mejor? (EDITADO para arreglar la orientación MOSFET).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La hoja de datos del MOSFET se puede encontrar aquí: http://ixapps.ixys.com/Datasheet/DS99988B%28IXTH-T16P60P%29.pdf

¿De qué magnitud de capacitancia estás hablando? ¿Qué tan rápido espera poder cambiarlo? Y tiene las conexiones de su MOSFET de canal P al revés. La fuente debe estar conectada a tierra.
Como señaló Dave, tiene los terminales de fuente y drenaje al revés, pero tampoco funcionará porque necesita conducir la compuerta negativa con respecto a GND para encender el MOSFET.
@Dave Tweed No estoy seguro de cuál es la capacitancia, de hecho, ya no estoy tan seguro de que sea completamente capacitivo. Heredé este proyecto y estaba perdiendo las notas que me quedaban, pero ahora creo que la carga consume una corriente muy pequeña (~ 10 microamperios).
@EM Fields La puerta se vuelve negativa con respecto a tierra porque el inversor hace que el TTL vaya entre 0 y -5 V. ¿O estoy malinterpretando su preocupación?
@DaveTweed Si bien todavía no conozco la capacitancia, la carga fue impulsada en una versión de bajo voltaje (~-80 V) del circuito por un 2N4403 BJT lo suficientemente rápido con una resistencia en R3 de 560 ohmios.
@Wells: Ah. Lo siento por eso, el circuito opamp tenía un aspecto espeluznante ya que no se mostró ninguna conexión de suministro negativa.
Bueno, no hay aislamiento galvánico entre el alto voltaje y el circuito de bajo voltaje, por lo que existe un problema de seguridad considerable. Los MOSFET a menudo fallan con la compuerta en cortocircuito con el cuerpo, y eso podría generar un alto voltaje en su circuito de entrada. Si este es un producto a la venta, existen regulaciones sobre cómo manejar el alto voltaje. De lo contrario, solo necesita tomar las medidas de seguridad adecuadas.

Respuestas (1)

Hay algunos problemas/comentarios diferentes que veo con esto.

  1. Es un MOSFET de 600 V y planea usarlo a 575 V. Yo diría que use un MOSFET> = 900V para estar seguro.
  2. Muestra un amplificador operacional inversor para obtener un voltaje negativo, pero no está claro en absoluto que tenga un suministro de voltaje negativo (por ejemplo, -10V). Si no tiene ese suministro negativo, su circuito no funcionará.
  3. Probablemente desee manejar el MOSFET con un voltaje decente, como -10 V o más. Tenga en cuenta que el RDS (encendido) se especifica en un Vgs de -10V. Ese transistor apenas está encendido a -5V. Eso significa que su amplificador inversor debe tener una ganancia de -4 más o menos desde una salida TTL (2.6V).
  4. A algunos amplificadores operacionales no les gusta conducir una carga capacitiva (como una puerta MOSFET)
  5. Es posible que desee una resistencia de puerta
  6. Esto no cambiará el MOSFET rápidamente, pero no lo veo como un problema siempre que no encienda y apague la alimentación con frecuencia. Dado que el MOSFET está disipando efectivamente la energía almacenada en la carga capacitiva, no creo que sea un problema.
  7. Si la capacitancia es grande (o necesita cambiar la carga con mucha frecuencia), es posible que necesite una resistencia en serie con el drenaje para disipar la energía. En ese punto, la velocidad de conmutación se vuelve importante. Tenga en cuenta que la energía almacenada en un condensador es mi norte mi r gramo y = 1 2 ⋅ C ⋅ V 2 .

Mi enfoque excesivo probablemente sería obtener un convertidor DC-DC aislado, un IC aislador de señal digital (óptico o de otro tipo) y un controlador de puerta. Por supuesto, en ese momento probablemente también podría usar un NFET.

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