Fragen zu selbstschwingenden Wechselrichtern

Ich recherchiere nach einem guten (und einfachen) Treiber für einen HV-Transformator und habe diese sehr einfache und elegante Schaltung im Internet gefunden:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Es verwendet eine Rückkopplungswicklung, um Transistoren in einem alternierenden Muster einzuschalten. Ich habe es zusammengebaut und es funktioniert sehr gut, aber später habe ich versucht, die Bipolartransistoren durch Mosfets zu ersetzen, um zu experimentieren.

Das Ergebnis war schrecklich, der schöne sinusförmige Ausgang, den ich mit Bipolartransistoren bekomme, verwandelt sich bei der Verwendung von Mosfets in eine sehr unregelmäßige und deformierte Wellenform. Die Stromaufnahme stieg stark an und die Sekundärspannung war viel kleiner, der Wirkungsgrad sank stark (um das 10-fache).

Meine Frage ist: Ist es möglich, Mosfets in dieser Konfiguration zu verwenden? Ist die Verzerrung das Ergebnis schlecht gewählter Mosfets? Muss ich R1, R2 oder C1 auf andere Werte ändern, damit es mit Mosfets funktioniert?

Oder sind Mosfets mit dieser selbstoszillierenden Konfiguration einfach nicht kompatibel?

UPDATE: Ich habe vergessen hinzuzufügen, dass die unregelmäßige Oszillation mit Mosfets erst auftrat, nachdem ich die Platzierung von R1 und R2 geändert hatte: Ich habe sie zwischen den Gates und GND verbunden, anstatt Gates mit Vcc, wie in den Schaltplänen. Das bloße Ersetzen der bipolaren Transistoren durch Mosfets in der obigen Schaltung führte zu überhaupt keiner Oszillation, da die Gates direkt an Vcc gebunden wurden, wodurch beide Mosfets die ganze Zeit leiten.

Die Beschreibung der unregelmäßigen Mosfet-Oszillation in der ursprünglichen Frage gilt also für die Schaltung mit dieser Modifikation: Widerstände zwischen Gates und GND.

UPDATE 2: Dank Andys Antwort habe ich verstanden, was für die Erfahreneren offensichtlich sein mag: Der Widerstand spannt nur die Basis in den leitenden Zustand, sodass die Rückkopplungswicklung den Transistor bei negativen Impulsen abschalten kann. Ich habe die gleiche Logik auf die Mosfet-Version angewendet und das Gate auf Vgs (th) (Gate Voltage Threshold) vorgespannt, und es funktioniert.

Diese Schaltung ist jedoch nicht so effizient wie eine, die einen aktiven Oszillator und einen Treiber verwendet, wodurch sichergestellt wird, dass die Anstiegs- und Abfallzeiten kurz sind, und der Transistor (BJT oder FET) beschleunigt die Zeit nicht in seinem linearen Bereich.

Sie haben eine gute Antwort, aber ich bin neugierig. Warum sollten Sie den glückseligen BJT durch einen Teufelsbrut-MOSFET ersetzen? ;)
Es dient zu Lernzwecken und auch, weil ich eine Rolle mit 3000 SMD-Schalt-Mosfets habe, die ich nach Möglichkeit in diesem Projekt (AO6400) verwenden möchte. Und ein letzter Grund ist herauszufinden, ob der Stromverbrauch bei Verwendung von Mosfets geringer wäre. :)

Antworten (2)

Zu beachtende Punkte: -

  • R1 und R2 stellen den Basisvorspannungsstrom für einen BJT ein. Alles, was sie für einen MOSFET tun, ist eine hohe Gate-Spannung einzustellen, die dazu führt, dass viel Strom von der Stromversorgungsschiene genommen wird.
  • Der Basis-/Emitterbereich ist eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode, daher gibt es eine natürliche Begrenzung des Kollektorstroms, da BJTs über Widerstände basisgespeist werden
  • Der Durchlassspannungsabfall an der Basis beträgt etwa 0,7 Volt, und jede Spannung der Rückkopplungswicklung kann dies ein wenig verstärken oder diese Spannung negieren und den Transistor ausschalten (dies ist erforderlich).
  • Der Rückkopplungspegel kann bei weitem nicht ausreichen, um einen MOSFET auszuschalten, der am Gate bei Vcc vorgespannt ist.
  • Schaltungen, die für einen BJT ausgelegt sind, funktionieren fast immer nicht für einen MOSFET

Versuchen Sie, zwei Widerstände hinzuzufügen; eine an jedem Gate zur gemeinsamen Source-Verbindung Ihrer Schaltung. Schätzwert: 150 Ohm. Wenn es aufhört zu schwingen, versuchen Sie es mit 220 Ohm.

Wenn dies nicht funktioniert, versuchen Sie, Quellenwiderstände mit kleinem Wert wie 10 Ohm hinzuzufügen. Wenn dies nicht zufriedenstellend funktioniert, versuchen Sie, die Schaltung zu simulieren und die Werte in der Simulation zu optimieren.

Vielen Dank, Andy, ich werde deine Vorschläge ausprobieren. Ich habe vergessen, in der Frage hinzuzufügen, dass ich eine Änderung in der Schaltung vorgenommen habe, um sie mit Mosfets zum Schwingen zu bringen: Anstatt die Widerstände zwischen Gates und Vcc zu verbinden, habe ich sie zwischen Gates und GND verbunden. Ich werde die Frage mit diesen Informationen aktualisieren, sorry dafür.

Andy aka hat richtige Vorschläge, also +1. Ich habe diese ZVS-Royer-Schaltung viele Male mit MOSFETs verwendet. Ich habe das Biasing-Setup komplett geändert. Ich habe experimentelle Quellenwiderstände von 1 Ohm verwendet, um den Strom über ein kleines 50-Ohm-Koaxialkabel zu messen, das zum Oszilloskop geht. Wenn ich die DC-Gate-Vorspannung mit einem 5K-Pot variiere, überprüfe ich die Source-Strom-Spur und die Drain-Volt-Spur auf guten ZVS. Bei guter Welle laufen TO220-MOSFETs ohne Kühlkörper kühl, wenn der Wechselrichter keine Last hat. Wenn die Schaltwellenform gut ist, ist der Wirkungsgrad derselbe wie bei einem angetriebenen Schema, aber es ist billiger herzustellen, und Sie müssen sich keine Gedanken über Laständerungen oder Streuungen von analogen Komponenten machen, die dazu führen, dass die Schaltung verstimmt wird und aus dem ZVS kommt läuft heiß.

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