Begrenzung des Einschaltstroms im N-Kanal-MOSFET-Leistungsschalter

Ich habe einen N-MOSFET als Leistungsschalter wie folgt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich möchte der Stromleitung eine Sicherung hinzufügen, habe aber nur wenige Kondensatoren an der Last und mache mir Sorgen, dass der Einschaltstrom die Sicherung durchbrennen könnte. Wie kann ich hier den Einschaltstrom begrenzen? Ich habe gesehen, dass man für den P-Kanal einen Kondensator über Drain und Gate hinzufügen kann. Ich bin mir nicht sicher, ob dies auch für N-Kanal-MOSFETs funktioniert.

Wo ist die Sicherung in deinem Schaltplan?
Was ist falsch an der PMOS-Version?
An pmos ist nichts auszusetzen, aber mein VDD ist nur eingeschaltet, wenn der FET eingeschaltet ist. Für PMOS muss der VDD die ganze Zeit eingeschaltet sein.
@MarcusMüller Die Sicherung befindet sich zwischen der VDD-Leitung und der Spannungsquelle.
Ich mache mir Sorgen, dass der Einschaltstrom die Sicherung durchbrennen könnte. Bevor Sie dieses "Problem" tatsächlich lösen, wie können Sie sicher sein, dass es sich tatsächlich um ein Problem handelt ? Sicherungen sind langsam (auch die schnellen). Ich würde nicht versuchen, dieses Problem zu "reparieren", bevor ich tatsächlich bestätigt habe, dass es sich um ein Problem handelt . Es gibt noch viele Unbekannte, wie z. B. welche Kondensatoren (und wie hoch ihr ESR ist), was die Versorgung ist (vielleicht hat sie einen begrenzten Ausgangsstrom: Problem gelöst) und sogar: welche Sicherung?? Sie sind wie der Anfänger-Ingenieur, der aufgrund mangelnder Erfahrung überall Probleme sieht.
+1 @Bimpelrekkie. Auch wenn die Last wie ein Motor induktiv ist, können Sie eine PWM-Rampe verwenden. Wenn Sie ein langsames Schalten verwenden, leitet der FET Wärmeleistung ab, daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass er nicht überhitzt. Siehe transiente thermische Impedanz im Datenblatt.
Fügen Sie eine Induktivität in Reihe mit der Last und den Kondensatoren hinzu

Antworten (3)

Bei Nmos ist im Grunde das gleiche...Kappe zwischen Gate und Source, aber ein zusätzlicher High-Side-Treiber mit einem hohen Widerstand am Ausgang und einer Diode parallel zum Widerstand.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Warum wird die Diode benötigt?
@AlexG Um ein langsames Einschalten und schnelles Ausschalten zu ermöglichen, wird die Diode benötigt. Dies liegt auch daran, dass der Kondensator sonst geladen bleiben und das MOSFET-Gate beschädigen kann, wenn die Stromversorgung entfernt wird (und wenn der Gate-Treiber auf die Source bezogen ist, ist die Spannung im Kondensator höher als die Source, plus der MOSFET-Source-Pin). Gehen Sie auf 0 V, sobald die Hauptstromversorgung entfernt wird, sodass das Gate jetzt bei vSupply + vGate liegt, dh in diesem Fall bei 48 V + 12 V, wobei die Source-Seite auf 0 V fällt.

In diesem Fall würde eine Kappe zwischen Drain und Gate die Rate begrenzen, mit der Vds abnimmt (dh Vload steigt). Wenn die Begrenzung dieser Spannungsrampe Ihr Einschaltstromproblem löst, ist dies der einfache Weg.

TL; DR Ein hoher Wert des Gate-Widerstands erhöht die Zeit, die zum Laden des Mosfet-Gates benötigt wird, und damit auch die Zeit, die zum Einschalten benötigt wird.

Habe dieses interessante Dokument zu diesem Thema hier gefunden

2.2. Schaltzeit und Antriebsbedingungen

Bipolartransistoren benötigen einen großen Basisstrom, um eine niedrige Durchlassspannung aufrechtzuerhalten. Da Leistungs-MOSFETs im Gegensatz dazu spannungsgesteuerte Bauelemente sind, können sie nur durch Aufladen der Gate-Kapazität angesteuert werden und haben daher einen geringen Stromverbrauch. Beachten Sie jedoch, dass Leistungs-MOSFETs eine etwas große Eingangskapazität Ciss haben. Daher ist es für Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen erforderlich, die Eingangskapazität schnell von einer Signalquelle mit niedriger Impedanz aufzuladen. Um die Einschaltzeit zu verkürzen, ist eine Ansteuerung mit niedriger Impedanz erforderlich. Die Verwendung einer hohen Gate-Spannung führt jedoch zu einer starken Aufladung der Gate-Source-Kapazität, was zu einer Erhöhung von td (aus) führt. Schaltzeit über Gate-Widerstand steuerbar. Wenn Sie die Ein- und Ausschaltgeschwindigkeiten separat ändern möchten,

Begrenzung des Einschaltstroms im N-Kanal-MOSFET-Leistungsschalter
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v