categorie: Articoli in vetrina » Elettronica pratica
Numero di visite: 10.626
Commenti sull'articolo: 1
Driver a transistor a effetto di campo per componenti discreti
Una cosa è quando esiste il controllo ad alta velocità di un potente transistor ad effetto di campo con un gate pesante driver pronto sotto forma di chip specializzato come UCC37322, e abbastanza diverso quando non esiste un driver del genere, e lo schema di controllo dei tasti di accensione deve essere implementato qui e ora.
In tali casi, è spesso necessario ricorrere all'aiuto di componenti elettronici discreti disponibili e da questi per assemblare il driver dell'otturatore. Il caso, a quanto pare, non è complicato, tuttavia, al fine di ottenere parametri di temporizzazione adeguati per la commutazione del transistor ad effetto di campo, tutto deve essere fatto in modo efficiente e funzionare correttamente.
Un'idea molto utile, concisa e di alta qualità con l'obiettivo di risolvere un problema simile è stata proposta nel 2009 da Sergey BSVi nel suo blog "Embedder Page".
Il circuito è stato testato con successo dall'autore nel semiponte a frequenze fino a 300 kHz. In particolare, ad una frequenza di 200 kHz, con una capacità di carico di 10 nF, è stato possibile ottenere fronti con una durata non superiore a 100 ns. Diamo un'occhiata al lato teorico di questa soluzione e proviamo a capire in dettaglio come funziona questo schema.
Le principali correnti di carica e scarica del gate durante lo sblocco e il bloccaggio della chiave master fluiscono attraverso i transistor bipolari dello stadio di uscita del driver. Questi transistor devono resistere alla corrente di controllo del picco di gate e la loro massima tensione di collettore-emettitore (secondo il foglio dati) deve essere maggiore della tensione di alimentazione del driver. In genere, 12 volt sono sufficienti per controllare l'otturatore di campo. Per quanto riguarda la corrente di picco, assumiamo che non superi 3A.
Se è necessaria una corrente più elevata per controllare la chiave, anche i transistor dello stadio di uscita devono essere più potenti (ovviamente, con un'adeguata frequenza di limitazione del trasferimento di corrente).
Per il nostro esempio, una coppia complementare - BD139 (NPN) e BD140 (PNP) è adatta come transistor dello stadio di uscita. Hanno una tensione limite del collettore-emettitore di 80 volt, una corrente di picco del collettore di 3A, una frequenza di taglio del trasferimento di corrente di 250 MHz (importante!) E un coefficiente di trasferimento della corrente statica minimo di 40.
Per aumentare il guadagno di corrente, viene aggiunta una coppia complementare aggiuntiva di transistor a bassa corrente KT315 e KT361 con una tensione inversa massima di 20 volt, un coefficiente di trasferimento della corrente statica minimo di 50 e una frequenza di taglio di 250 MHz pari ai transistor di uscita BD139 e BD140 .
Di conseguenza, otteniamo due coppie di transistor collegati secondo il circuito di Darlington con un coefficiente di trasferimento di corrente minimo totale di 50 * 40 = 2000 e con una frequenza di taglio di 250 MHz, ovvero, in teoria, nel limite, la velocità di commutazione può raggiungere diversi nanosecondi. Ma poiché stiamo parlando di processi relativamente lunghi di carica e scarica della capacità di gate, questa volta sarà un ordine di grandezza superiore.
Il segnale di controllo deve essere fornito alla base combinata dei transistor KT315 e KT361. Le correnti di apertura dei transistor NPN di base (superiore) e PNP (inferiore) devono essere separate.
A tal fine, nel circuito potrebbero essere installati resistori di isolamento, ma la soluzione con l'installazione di un'unità ausiliaria su KT315, resistenza e diodo 1n4148 si è rivelata molto più efficace per questo particolare circuito.
La funzione di questa unità è di attivare rapidamente la base dei transistor superiori dello stadio a bassa corrente quando si applica una tensione più elevata alla base di questa unità, e altrettanto rapidamente attraverso il diodo trascinare le basi a meno quando un segnale del livello più basso appare sulla base dell'unità.
Per poter controllare questo driver da una sorgente di segnale a bassa corrente con una corrente di uscita dell'ordine di 10 mA, nel circuito sono installati un transistor a effetto di campo a bassa corrente KP501 e un fotoaccoppiatore ad alta velocità 6n137.
Quando una corrente di controllo viene applicata attraverso una catena di 2-3 accoppiatori ottici, il transistor bipolare di uscita al suo interno entra in uno stato conduttivo e al pin 6 è presente un collettore aperto a cui è collegato un resistore, che tira la porta del transistor a effetto di campo KP501 a bassa corrente sul bus di potenza positivo dell'accoppiatore ottico.
Pertanto, quando viene fornito un segnale di alto livello all'ingresso dell'accoppiatore ottico, un segnale di basso livello sarà sul gate del controller di campo KP501 e si chiuderà, fornendo così la possibilità che la corrente fluisca attraverso la base di quello superiore secondo lo schema KT315 - il driver caricherà il gate del controller di campo principale.
Se all'ingresso dell'accoppiatore ottico c'è un segnale di basso livello o non c'è segnale, quindi all'uscita dell'accoppiatore ottico ci sarà un segnale di alto livello, l'otturatore KP501 si caricherà, il suo circuito di scorta si chiuderà e la base del circuito superiore secondo il circuito KT315 verrà tirata a zero.
Lo stadio di uscita del driver inizierà a scaricare il gate della chiave che controlla. È importante notare che in questo esempio la tensione di alimentazione dell'accoppiatore ottico è limitata a 5 volt e lo stadio principale del driver è alimentato da una tensione di 12 volt.
Vedi anche su electro-it.tomathouse.com
: