KeyS

Управление N-канальным полевиком в понижающем DC-DC преобразователе

34 сообщения в этой теме

KeyS    0

Здравствуйте! Мне нужно сделать понижающий DC-DC преобразователь, встал вопрос как управлять N-канальным полевиком?

1.png.2dbac2dbd249e60f3bd4abf4e5c4c4b9.png

Есть PWM выход микроконтроллера с частотой примерно 60 кГц. Как правильно организовать драйвер? Не лучше поставить P-канальный полевик? Есть ли какая-нибудь готовая микросхема драйвер, чтобы подошла в данном случае.

P.S. Мне не нужны готовые микросхемы преобразователи, нужно именно управлять микроконтроллером.

Изменено пользователем KeyS

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
KeyS    0
15 минут назад, BARS_ сказал:

Что мешает взять MOSFET с управлением логическим уровнем?

Разве в данной схеме полевик откроется если я подам 3.3V на затвор с микроконтроллера?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
UTSource

Найдите миллионы труднодоступных

электронных компонентов

LM2596, готовые платки в сборе продаются https://ru.aliexpress.com/store/product/1pcs-LM2596-LM2596S-ADJ-Power-supply-module-DC-DC-Step-down-module-5V-12V-24V-adjustable/1525680_32440888820.html?spm=a2g0v.search0604.3.84.25ea649egy8pVO&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10068_10059_10696_100031_5017615_10084_10083_10103_451_10618_5017515_5723515_452_10304_10307_10820_5017415_5017715,searchweb201603_1,ppcSwitch_5&algo_expid=29c51322-cd40-442f-b065-0084c1ab2b78-12&algo_pvid=29c51322-cd40-442f-b065-0084c1ab2b78&transAbTest=ae803_1&priceBeautifyAB=0 , стоят копейки, ток до 3А, в реальности без радиатора ампера 2. Да и входное максимум 40В, так же Xl4016   https://ru.aliexpress.com/item/anywhere/32818135942.html?spm=a2g0v.12010108.1000023.4.28cd614eQR2P0E , да сейчас преобразователей пруд пруди, вот к примеру  https://ru.aliexpress.com/store/product/1pc-DC-DC-Boost-Converter-10-32V-to-12-35V-Step-Up-Charger-Power-Module-150W/1543304_32444470706.html?spm=a2g0v.search0604.3.55.25ea649egy8pVO&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10068_10059_10696_100031_5017615_10084_10083_10103_451_10618_5017515_5723515_452_10304_10307_10820_5017415_5017715,searchweb201603_1,ppcSwitch_5&algo_expid=29c51322-cd40-442f-b065-0084c1ab2b78-8&algo_pvid=29c51322-cd40-442f-b065-0084c1ab2b78&transAbTest=ae803_1&priceBeautifyAB=0

 

Изменено пользователем Электронщик

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
motoandrey14    613

@Электронщик Ссылки не пробовал использовать адекватные? :huh:А не те, которые меняют параметры просмотра страниц и вставлены в форум целым текстовым томом.

2 часа назад, Электронщик сказал:

без радиатора ампера 2.

В реальности 500мА.

Изменено пользователем motoandrey14

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
11 час назад, KeyS сказал:

Не лучше поставить P-канальный полевик?

В смысле - Р-канальный - это тот, который истоком к +50В? Конечно лучше, т.к. для его "полного" открытия на затвор нужно будет подать +40В, а для "полного" закрытия +50В. А вот в схеме, которую Вы привели вверху, нужно +60В и 0В.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Falconist    5 209

Ню-ню... Подавайте-подавайте. Хотел бы глянуть, как и тот и другой пыхнут. Потому, как на затвор больше ±20 В относительно истока подавать недопустимо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
Только что, Falconist сказал:

Ню-ню...

С проблемами управления (по уровню - где взять +60?) - см. рис.

Второй вариант с ПТ (который истоком к +50В), - точно также, только наоборот, и без проблем... :) 

В обоих случаях Uси не превышает "разрешенных" цепями защиты уровней.

Безымянный.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
KeyS    0
5 часов назад, Falconist сказал:

Ню-ню... Подавайте-подавайте. Хотел бы глянуть, как и тот и другой пыхнут. Потому, как на затвор больше ±20 В относительно истока подавать недопустимо.

И как мне тогда правильно построить схему? Я тоже читал в даташитах, что практически на все полевики на затвор +-20. В том то и проблема что на истоке достаточно большое напряжение, это получается коротить на землю затвор нельзя?

Изменено пользователем KeyS

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Falconist    5 209

1) Р-канальный транзистор.

2) Переходной каскад на биполярном транзисторе + инверсная ШИМ.

3) Нахрена тогда вообще полевик нужен?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Sergey-Ufa    618
13 часа назад, KeyS сказал:

как мне тогда правильно построить схему?

Поставьте драйвер верхнего ключа. Например IR2117.

mosfet-driver.png.5e0231fee14a023792bfec118a1a4ac5.png

Единственно только питание драйвера должно быть в пределах 10-20В и к этому диапазону нужно привести размах входного сигнала.  Но можно использовать  микросхемы полумостового драйвера IR2101, IR2104, в которых не подключать вывод нижнего ключа.  Они работают и от ТТЛ уровня.

Изменено пользователем Sergey-Ufa

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vslz    390

Сомнение вызывает не способ управления N-канальным ключом, а наличие в цепи ООС микроконтроллера. 

ТС, вы же понимаете, что компенсация обратной связи в любом случае нужна. Ограничение тока -  тоже. 

Без аналогового обвеса вы этого не сделаете.

А вариант с бутстрепным драйвером верхнего ключа на трех транзисторах я приводил, ничего сложного.

Можно использовать, как сказано, ИМС двухтактных драйверов или верхнего плеча.

Можно даже использовать ... драйвер нижнего плеча, посадив его массу на исток, и запитать бутстрепным способом (некоторые детали опускаю) :D

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Sergey-Ufa    618
23 минуты назад, Vslz сказал:

компенсация обратной связи в любом случае нужна

Вообще говоря если ТС просто собирается регулировать яркость лампочки , то будет работать и без ОС, если знать пределы регулировки ШИМ и программно их ограничить в МК.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
Только что, KeyS сказал:

И как мне тогда правильно построить схему?

Приведенная Вами схема (общий сток) работать будет. Но на очччень низкой частоте. И кпд будет не очень высок, т.к. открыть транзистор "на все 100" без дополнительного питания "+60В" не удастся (или ИП "+60В", или вольтодобавка в цепи управления). И управлять ею непосредственно с выхода МК тоже не удастся. 

Но выход есть: Р-канальный транзистор, его исток - к "+50", его сток - к дросселю и диоду (получается схема общий исток). Для его "полноценного" управления понадобится изменять напряжение на его затворе от +50В (закрыт) до +40В (открыт). Но и в этом случае, как видите, с выводов МК им управлять не удастся. Нужен драйвер. Перерисуйте схему и поставьте вопрос еще раз - так быстрее получите ответ.

ПС. Вопрос: Вы конструируете просто понижающий преобразователь или все же понижающий импульсный стабилизатор?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
KeyS    0
1 час назад, Гость гость сказал:

Приведенная Вами схема (общий сток) работать будет. Но на очччень низкой частоте. И кпд будет не очень высок, т.к. открыть транзистор "на все 100" без дополнительного питания "+60В" не удастся (или ИП "+60В", или вольтодобавка в цепи управления). И управлять ею непосредственно с выхода МК тоже не удастся. 

Но выход есть: Р-канальный транзистор, его исток - к "+50", его сток - к дросселю и диоду (получается схема общий исток). Для его "полноценного" управления понадобится изменять напряжение на его затворе от +50В (закрыт) до +40В (открыт). Но и в этом случае, как видите, с выводов МК им управлять не удастся. Нужен драйвер. Перерисуйте схему и поставьте вопрос еще раз - так быстрее получите ответ.

ПС. Вопрос: Вы конструируете просто понижающий преобразователь или все же понижающий импульсный стабилизатор?

Я делаю блок питания с регулировкой выходного напряжения.

Если для N-канального полевика нужно большее напряжение на затвор для открытия, то я так представляю, что можно в момент намотки трансформатора можно добавить еще одну обмотку и соединить с основной обмоткой последовательно, и получается так:Schematic__Sheet-1_20180918115826.png.5d6bd1cd3bf367ab9cb41fc0a13aebc5.png

Такой вариант работать будет?

Изменено пользователем KeyS

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
58 минут назад, KeyS сказал:

работать будет?

Принципиально будет. На трансформаторе 15В может и многовато будет, а может и в самый раз для форсированного переключения. Между З и И нужен стабилитрон, ограничивающий на З относительно И напряжение величиной от +15В до 0...-2В. Ну и на PWM нужен сигнал управления от +60 до 0...-5. Почему -5В? А чтобы форсированно закрывать транзистор и чтобы дроссель "опирался" не на его И, а на катод диода. Т.е. транзистор нужно закрыть раньше, чем дроссель поменяет полярность на своих выводах (грубо говоря).

ПС. Неужели во всем интернете нет "подходящих" схем?

ППС. СТОП! А откуда на трансформаторе взялось 50В переменки? Это же больше 70В постоянки! А на первой схеме было не 70В, а 50В! Мои рассуждения выше были для 50В... Ну так нельзя...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Falconist    5 209

Сама постановка вопроса неверная. Спрашивать надо было бы не о том, как доставать левой пяткой правое ухо через затылок, а всего лишь о том, как его почесать.

Лично я бы просто-напросто применил не дроссель, а трансель (ТРАНсформирующий дросСЕЛЬ), со вторичной обмотки которого снял бы такое напряжение, какое нужно. И ключевой N-канальный транзистор при этом стоял бы не в плюсовом плече питания, а в минусовом. При этом понадобился бы только простейший переходной каскад, хоть на транзисторах, хоть на микросхеме. И стабилизацию прикрутить - легче легкого, т.к. схема все равно без гальванической развязки.

Одна-единственная дополнительная обмотка, а куча геморроя побоку...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
KeyS    0
1 час назад, Гость гость сказал:

Ну и на PWM нужен сигнал управления от +60 до 0...-5.

Тут не совсем понятно. Нужно что бы на каскад биполярников приходили управляющие +60?

 

1 час назад, Гость гость сказал:

до 0...-5. Почему -5В? А чтобы форсированно закрывать транзистор и чтобы дроссель "опирался" не на его И, а на катод диода. Т.е. транзистор нужно закрыть раньше, чем дроссель поменяет полярность на своих выводах (грубо говоря).

Разве на готовых микросхемах dc dc преобразователях на затвор ключа подаеться отрицательное напряжение? Я думаю что там и без этого все работает и на больших частотах.

 

1 час назад, Гость гость сказал:

ПС. Неужели во всем интернете нет "подходящих" схем?

Как ни странно ничего подходящего не нашел, мне вот даже пришлось зарегестрироваться на этом форуме и получать предупреждения от гуру электроники, которые испытывают маральные страдания от моего не профессионального, дилетантского цитирования сообщений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vslz    390
3 часа назад, KeyS сказал:

Такой вариант работать будет?

Не будет. Уровень сигнала на затворе будет болтаться на уровне земли 0..3В. Во-первых, пробьет затвор, хоть ставь стабилитрон, хоть не ставь - минус 50В в него - это много. Во вторых - не хватит уровня для открывания. На вашей схеме уровень сигнала на затворе отсчитывается от массы, а должен - от истока, и это принципиально!

Бутстрепный драйвер, работающий от инверсного ШИМ. Хорошо согласуется (это важно) с выходными ключами микросхем типа TL494, SG3524, MC34063 по схеме "открытый коллектор". C2, заряженный до 14,5В, образует плавающий источник питания затвора. VD1 заперт во время высокого уровня на затворе. Во время открытого состояния, Uз-и будет не менее 13,5В. VT2 и VT3 - двухтактный повторитель, сам тока не потребляет. Комплементарную пару можно заменить на Дарлингтоны (КТ972+КТ973) в случае очень тяжелого мосфета. Выходной ток достигает 0,4..0,6А с обычными ключами и 1,5..3А с Дарлингтонами. VT1 должен выдерживать напряжение не менее 15В+входное. R3 исключает КЗ выхода в режиме холостого хода или прерывистого тока дросселя (неочевидно, но очень нужен!). ZD1 и С1 позволяют нормально запираться VT1, несмотря на высокое Uкэ нас выходного ключа TL494 (>1В). К базе VT1 прикладывается напряжение минус 4,2В, что позволяет VT1 быстро выходить из насыщения и улучшает работу следующего каскада. Без ZD1 и С1 будет гораздо хуже. Подбора не требует. R1 - питание базы VT1, может быть от 2,2 до 10кОм. 

Скрытый текст

5ba0e323d1a34_-.GIF.c5bb4ad3d17eb0df9eb57cc9c4c23655.GIF

Бутстрепный драйвер, тоже работает от инверсного ШИМ. На входе - маломощный полевик VT1 2N7002. На его затвор можно подавать от нескольких Вольт и выше. Остальные элементы такие же. Допустимое напряжение VT1 - 60В, возможно, придется подобрать другой.

Скрытый текст

5ba0e3230a8b2_-.GIF.133721d37ef28c93c4502e9621cf179f.GIF

В обоих случаях напряжение на затворе не превышает напряжения питания драйвера, во всех режимах. Ниже -0,7В не снижается. Дополнительно затвор ключа защищать стабилитронами не нужно (безсмысленно). Для гарантированной стабильной работы, на вход должны подаваться импульсы, иначе плавающий конденсатор начнет медленно разряжаться и лишит питания затвор. Такое бывает при резком сбросе нагрузки до нуля - микросхема запирает полевик на много тактов.

Изменено пользователем Vslz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
Только что, KeyS сказал:

Нужно что бы на каскад биполярников приходили управляющие +60?

Угу! Т.к. при +50 на истоке будет +40 (грубо). При этом на неполностью открытом транзисторе будет рассеиваться излишняя мощность и наибольшая ценность такого регулятора напряжения будет в его свойстве обогревать помещение.

Только что, KeyS сказал:

на готовых микросхемах dc dc преобразователях на затвор ключа подаеться отрицательное напряжение?

Наверное нет. Но и схемы там, наверное другие. Да и написал я: ...до 0...-5В. Так что не обязательно "-": лишь бы полевик понял, что его хотят быстренько закрыть.

Только что, KeyS сказал:

Я делаю блок питания с регулировкой выходного напряжения.

Если это нестабилизированный БП, то его выходное напряжение будет иметь сильную зависимость от тока нагрузки. А если стабилизированный, то в интернете можно найти информацию по понижающим импульсным стабилизаторам напряжения. Ну или обратиться к специалистам на "али" или где там еще продают такое: покупка готового изделия может оказаться дешевле... Но вот если руки чешутся, то, чтобы не было лишних расходов, изучите работу понижающих импульсных стабилизаторов напряжения.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость гость   
Гость гость
Только что, Vslz сказал:

Не лень же?

Не. Не лень.

А +15 в Вашей схеме? Не лень же!

Но и в Вашей схеме на затвор силового ключа (и на Б Т2Т3) подается (Uвх+15)В!

Кстати, +15В можно получить, намотав несколько витков на накопительный дроссель.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 17.09.2018 в 02:51, motoandrey14 сказал:

@Электронщик Ссылки не пробовал использовать адекватные? :huh:А не те, которые меняют параметры просмотра страниц и вставлены в форум целым текстовым томом.

В реальности 500мА.

Всегда так ссылки копирую, перешел все работает, по поводу 500мА чушь, грузил 1,5А и все держит нормально

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Vslz    390
4 часа назад, Гость гость сказал:

Но и в Вашей схеме на затвор силового ключа (и на Б Т2Т3) подается (Uвх+15)В!

...+15В можно получить, намотав несколько витков на накопительный дроссель

По п. №1 - ерунда, схему прочитать не умеете. Напряжение на затворе "привязано" к плавающему потенциалу истока. Привожу работу модели - драйвер управляет тяжелым IRF1404S в режиме ограничения тока при пуске. Частота - 100 кГц. На графике - напряжение затвор-исток (синий), выходное (красный) и ток дросселя (зеленый).

По п. №2 - То есть, ваш вопрос можно считать закрытым? Хотя, мин и камней подводных ещё пруд-пруди. Удачи :bye:

Скрытый текст

2018-09-18_204841.thumb.gif.e28a919f5fb176637af7de83083d4019.gif

3 часа назад, Электронщик сказал:

по поводу 500мА чушь, грузил 1,5А и все держит нормально

китайской мини-плате просто охлаждения не хватает - площадь платы мала. А греться она будет - биполярный ключ там (LM2596) даже не насыщается, поэтому потери проводимости немалые.

Изменено пользователем Vslz

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
ГТ115    34

@Vslz  Что это за муть? Вы что - нам не доверяете?

ЗЫ С дополнительной обмоткой у дросселя, схема упрощается.

Изменено пользователем ГТ115

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ваша публикация должна быть проверена модератором

Гость
Вы не авторизованы. Если у вас есть аккаунт, пожалуйста, войдите.
Ответить в тему...

×   Вставлено в виде отформатированного текста.   Восстановить форматирование

  Разрешено не более 75 смайлов.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отобразить как ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставить изображения напрямую. Загрузите или вставьте изображения по ссылке.

Загрузка...