Porównanie sposobów przełączania high-side i low-side w aplikacjach z tranzystorami MOSFET

15_gpt

Tam, gdzie silnik jest podłączony do dodatniego bieguna akumulatora, tranzystor MOSFET wykonujący przełączanie PWM jest podłączony między ujemnym zaciskiem silnika a ujemnym zaciskiem akumulatora.
Nazywamy to przełączaniem „low-side” i jest to przedstawione w obwodzie pokazanym na rys. 1(a).
Ta konfiguracja jest stosowana w większości sterowników prędkością silnika prądu stałego.
Jak widać, tranzystor MOSFET znajduje się poniżej silnika, w położeniu „low-side”.
W przeciwnym przypadku silnik jest podłączony do ujemnego zacisku akumulatora, a przełączający tranzystor MOSFET jest podłączony między dodatnim biegunem akumulatora a dodatnim zaciskiem silnika, a ten układ przełączania nazywany „high-side” pokazano na rys. 1(b).
Dobór sygnałów sterujących bramką N-kanałowego tranzystora MOSFET w obwodzie przełączania low-side jest stosunkowo proste, ponieważ źródło tranzystora MOSFET ma poziom 0V i jest to łatwe do wykonania dzięki typowym logicznym układom przełączającym lub mikrokontrolera.
Jest to nieco bardziej skomplikowane w obwodzie przełączającym typu high-side, ponieważ wyprowadzanie źródła tranzystora MOSFET jest powiązane z zaciskiem dodatniego bieguna silnika, a więc gdy przyłożone jest pełne napięcie silnika, napięcie źródła MOSFET jest prawie równe napięciu akumulatora.
Ale gdy do silnika jest doprowadzone niskie lub zerowe napięcie, napięcie źródła tranzystora MOSFET jest podobnie niskie.
Stwarza to problem z tranzystorem MOSFET z kanałem N, ponieważ wymaga on napięcia bramki, które jest dodatnie względem źródła.
Wyobraźmy sobie, zatem obwód o nominalnym napięciu akumulatora 48V i tranzystor MOSFET, który wymaga napięcia bramka-źródło powiedzmy 10V do pełnego włączenia.
Oznaczałoby to, że wymagane napięcie bramki wynosiłoby około 58V, tj. o 10 V więcej niż napięcie akumulatora. Jak generować tak wysokie napięcia bramki, które są powiązane z wyprowadzeniem źródła i które muszą „pływać w górę i w dół” w zależności od tego, czy MOSFET jest włączony czy wyłączony?
Zadanie to wykonuje scalony układ sterujący „high-side”, więc mamy jeden z tych chipów w naszym obwodzie.

Autor: Nicolas Cyre

 

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.