Back-to-Back-N-MOSFET-Einschaltstrombegrenzung

Ich versuche, eine Anwendung zu entwickeln, bei der ich mit MOSFETs 55 V bei 20 A in beide Richtungen schalten muss.

Wegen des hohen Stroms habe ich mich entschieden, N-MOSFETs (weil sie mit niedrigerem Rdson erhältlich sind) Rücken an Rücken zu verwenden und einen photovoltaischen MOSFET-Treiber zum Schalten der Gates zu verwenden.

Mein Problem ist jetzt, dass die Last, die ich zu schalten versuche, eine große Kapazität (etwa 20 mF) hat, die meine MOSFETs jedes Mal aufgrund der hohen Verlustleistung während des Schaltübergangs tötet.

Ich habe bereits versucht, einen RC-Tiefpass zu verwenden, um die Gates langsamer durch die Schwelle zu treiben, aber die Verlustleistung ist immer noch zu hoch und erreicht einen Spitzenwert von 200 W (siehe Simulation).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Gibt es eine Möglichkeit, den Einschaltstrom mit dieser Back-to-Back-Topologie zu begrenzen?

Sollten wir die Knotennamen erraten und wo sie sich auf der Schaltung befinden?
Sie sollten sie schneller schalten, nicht langsamer.
Rücken an Rücken hat meines Wissens nur einen Vorteil: geschlossen fließt kein Strom von beiden Seiten auf die andere. Beim Umschalten hilft es nicht. Warum ein photovoltaischer MOSFET-Treiber und nicht einer mit Ladungspumpe? Schon mal über einen vollintegrierten High Side Switch nachgedacht?
@dandavis schnelleres Schalten führt nur zu einer kürzeren, aber noch höheren Verlustleistung (1,2 kW laut Simulation), die der Chip des FET auch nicht bewältigen kann.
@pockined je schneller das Schalten, desto weniger Verlustleistung. Wenn ein Fet keine IDs annehmen kann, kann er keine IDs annehmen ...
@schnedan Der Grund für die Verwendung eines MOSFET-Treibers liegt darin, dass dies die bessere Lösung zu sein scheint, weil er sehr einfach und billig ist und die FETs nicht schnell schalten möchten. Integrierte High-Side-Schalter können weder den Strom noch die Hochspannung verarbeiten (Vds muss mindestens 80 V betragen).
Ich denke, Sie haben Recht mit dem HSS ... das Beste, was ich gefunden habe, ist 80% Ihrer Spezifikation.

Antworten (1)

@ 20 A, ich hätte mir bereits Relais angesehen, aber Sie haben wahrscheinlich einen Grund für Mosfets.

Wenn es eine Option ist, einen alternativen Pfad zu öffnen, um die Belastung der Mosfets zu verringern (durch einen Widerstand mit hoher Wattzahl zu leiten), können Sie dies versuchen. Im Wesentlichen Sie:

  1. Ermöglichen Sie einen Pfad durch einen Widerstand mit hoher Wattzahl (dies reduziert den Strom, den Ihre Mosfets anhalten müssten)
  2. Stoppen Sie den Fluss durch Ihre Mosfets
  3. Stoppen Sie den Fluss durch den Widerstand mit hoher Wattleistung

Die allgemeine Idee ist, dass Sie durch Aufteilen auf 2) und 3) bei jedem Schritt kleinere Ströme stoppen müssen. Der Widerstand bietet einen weiteren Ausgang für die 20 mF, um sich zu entladen, während der Hauptpfad geschlossen war.

Alles in allem stört mich etwas an Ihrer Mosfet-Nutzung. Ich habe das Gefühl, dass die Verwendung aller N-Mosfets (oder sogar aller P) und "beide Richtungen" irgendwo eine große rote Fahne auslöst, die mir sagt, dass ich eine Schaltung nicht einschalten soll, wenn diese Wörter zusammen sind.

Der Grund für die Verwendung von MOSFETs waren die hohen Kosten von DC-Relais, die so viel Strom verarbeiten können (die MOSFET-Lösung kostet nur ~ 5 $). Die Idee mit dem Widerstand hatte ich schon, aber da ich nur für diesen Inrush-Schalter eine zusätzliche Back-to-Back-Konfiguration verwenden müsste, würde ich die Anzahl der FETs im Grunde verdoppeln, was ich vermeiden möchte. Die Verwendung dieser Konfiguration sollte im Allgemeinen in Ordnung sein und ist im Grunde nur ein High-Side-Lastschalter.
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