High-Side-N-Kanal-MOSFET-Ansteuerung

Ist dies eine akzeptable Art, einen Mosfet zu betreiben? In diesem Fall versuche ich, eine Hochstromlast einzuschalten, aber falls die Last ihren Widerstand / ihre Impedanz ändert oder möglicherweise ganz getrennt wird, möchte ich immer noch, dass sich der Mosfet vollständig einschaltet und keine Vgs hat davon abhängig, ob die Last eine ordnungsgemäße Erdverbindung hat.

In dieser Schaltung verwende ich parallel zu meiner Last einen 1K-Ohm-Widerstand, um sicherzustellen, dass der Mosfet beim Empfang der Gate-Ansteuerspannung immer eingeschaltet ist und eine Spannung ausgibt.

Zum Kontext: Dies wird Teil eines Automobilschaltkreises sein, in dem es nicht ungewöhnlich ist, dass während der Produktion Schäden auftreten können, die zu einer getrennten Last oder einem Masseschluss führen. Mein Endziel ist es, dass dieser MOSFET fast genau wie ein Relais funktioniert. Link zur Schaltung unten.

Entschuldigung, wenn diese Antwort einfach ist. Ich habe diese Methode noch nirgendwo anders auf der Website für die Verwendung von High-Side-N-Kanal-Steuerung gesehen. Ich bin mir nicht einmal wirklich sicher, wonach ich suchen würde, um eine Schaltung wie diese zu finden. MOSFET-N-Kanal-High-Side-Bypass-Widerstand?

Schaltkreis

Bild der Schaltung

Ich denke, Sie unterschätzen die Schwierigkeit, Ciss mit einem 1-mOhm-Schalter bei 40 kHz hart zu fahren
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 siehe meinen Kommentar ganz unten. Wollte es hier posten. In erster Linie werden diese nicht pwm-gesteuert sein, sondern nur einmalig.

Antworten (3)

Ist dies eine akzeptable Art, einen Mosfet zu betreiben?

Möglicherweise nicht akzeptabel - Sie müssen sicherstellen, dass die Gate-Ansteuerspannung den MOSFET vollständig einschalten kann, und da erwartet wird, dass die MOSFET-Quelle dieselbe Spannung wie die +14,5-Volt-Versorgung erreicht, muss die Gate-Ansteuerspannung einige Volt darüber liegen das (alles zwischen 4 Volt und 10 Volt höher).

Sie benötigen also möglicherweise eine Gate-Treiberspannung von etwa 20 Volt. Das hat dann einen gewissen Preis, denn wenn die Source-Last kurzgeschlossen wird, können Sie die Gate-Source-Spannung des MOSFET überschreiten. Viele sind auf +/- 20 Volt spezifiziert, aber das ist genau an der Grenze.

Absolut. Ich beabsichtige, einen Gate-Treiber zu verwenden, um die Gate-Spannung deutlich über Vds zu bringen. Ich wollte zu diesem Zweck nur eine 24-V-Schiene haben und Optoisolatoren verwenden, aber ich habe festgestellt, dass ich mit dieser Methode keinen Kurzschlussschutz herstellen kann, daher ist ein Gate-Treiber erforderlich. Aber ja, Vgs wird weit über den Vds des Fet liegen
@ColbyJohnson Sie müssen einen MOSFET mit ausreichend hoher Vgs-Spannung wählen, wenn der Ausgang auch nur vorübergehend kurzgeschlossen wird. Es gibt nicht so viele über 20 Volt (wie in meiner Antwort erwähnt).
Es gibt einige Mosfet-Treiber da draußen, die eine kurze Erkennung haben, von der ich hoffe, dass sie vor einer Überlastung des Gates schützen kann. Sehen Sie irgendwelche Probleme mit dem Bypass-Widerstand? Ich habe schon eine Menge Methoden zum Ansteuern von High-Side-N-Kanälen gesehen, aber nie etwas so Einfaches, wie der Quelle einfach einen sekundären Pfad zur Erde zu geben. Ich kann mir keinen Grund vorstellen, warum es nicht funktionieren würde.
Ich sehe den Widerstand nicht als Problem. Der Gate-Source-Übergang kann mit Überspannung in Nanosekunden zerstört werden.
Okay, ich muss dafür sorgen, dass das nicht passieren kann. Danke für die Antwort!
Um sicherzustellen, dass dies nicht passiert, sind normalerweise eine Zenerdiode zwischen Gate und Source und eine strombegrenzte Ansteuerspannung für das Gate erforderlich. Diese Strombegrenzung (um den Zener zu schützen) bedeutet normalerweise, dass die MOSFET-Einschaltzeit langsam ist und bei einem hohen Laststrom zur Zerstörung des MOSFET führen kann.

Diese Teile erfordern einen High-Side-Schalter mit einem RdsOn < 1 % der Last oder 5 mOhm, der vorhanden ist. Die Lastleistung beträgt ~ 300 W im Dauerzustand. Wenn sie also induktiv ist, kann der DCR viel niedriger sein (50 mOhm) (3 kW). Daher ist möglicherweise ein geeigneter Kühlkörper erforderlich, um 1 % abzuleiten und innerhalb der SOA (As-Grenze) zu liegen.

  • Ein High-Side-Schalter oder Pch erfordert 0 V für die Gate-Spannung, sodass Sie keinen Nch verwenden würden, es sei denn, Sie haben eine Ladungspumpe für eine Vorspannung von 2,5 x Vgs (th).
Ich wollte N-Kanal-Mosfets, da sie niedrigere Rds zulassen (siehe SiRA32DP). Dies ist mein derzeit geplanter FET.
Sie können fast dasselbe mit digikey.ca/en/products/detail/vishay-siliconix/SI7157DP-T1-GE3/… 1,6 m vs. 1,2 m erhalten, dann verwenden Sie eine Ladepumpe für 24 V für Ihren Nch

Dies wird Teil eines Automobilschaltkreises sein, in dem es nicht ungewöhnlich ist, dass während der Produktion Schäden auftreten können, die zu einer getrennten Last oder einem Masseschluss führen.

Wenn Sie sich die Kategorie "High-Side-Lastschalter" auf Mouser oder Digikey ansehen, finden Sie sehr nützliche ICs, die den MOSFET und den Ladungspumpentreiber sowie alle Schutzschaltungen enthalten, die sie benötigen, um Kurzschlüsse und andere unglückliche Ereignisse zu überstehen. Diese Schutzmaßnahmen sind ziemlich notwendig und nicht trivial auf eine Weise zu entwerfen, die billig und robust ist.

Einige haben auch einen Feedback-Pin, um Ihrem Mikrocontroller mitzuteilen, ob die Last tatsächlich angeschlossen ist und Strom zieht.

Ich werde diese überprüfen. Danke Bob! Das Endziel besteht darin, eine Reihe dieser Schaltungen einzurichten und sie für verschiedene Arten von Lasten offen zu lassen. Eine Sicherungstafel, aber mit Mosfets als Relais.
Die 40 kHz dienten eher dazu, eine gute Strömungsdemonstration beim Anschließen und Trennen der Chassislast (0,5-Ohm-Widerstand) zu zeigen. Diese werden hauptsächlich ohne PWM und mit einem einfachen Ein-Aus-Signal angesteuert. Ich muss einen Weg finden, sie mit einem Gate-Treiber anzusteuern, damit ich ihren eingebauten Kurzschlussschutz nutzen kann.
Wenn Sie einen High-Side-Lastschalter erhalten, ist der Gate-Treiber bereits im Chip enthalten. Diese nehmen einen einfachen Logikeingang und erledigen die ganze Arbeit.
Habe einen sehr schönen gefunden, BTS700151ESPXUMA1. Geeignet für bis zu 27,6 A nominell. Ich muss einiges hin und her machen und entscheiden, was zu tun ist, aber ich hatte keine Ahnung, dass das überhaupt eine Sache ist. Vielen Dank für die Verbreitung des Wissens!
Wenn Sie viele Verstärker haben, spart die Verwendung eines niedrigen RdsON-Schalters einen Kühlkörper: digikey.ca/en/products/detail/stmicroelectronics/VN7004CHTR/…
High-Side-N-Kanal-MOSFET-Ansteuerung
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