Induktive Last mit High-Side-Schaltung und MOSFET

Ich versuche, eine Leiterplatte herzustellen, die eine induktive Last (Wasserpumpe) hochseitig schaltet, die eine Spitze von 4,6 A zieht. Das Schaltschema enthält keine PWM, nur grundlegende Ein-/Aus-Funktionalität.

Meine Sorge ist das Klemmen der Spannungsspitzen von der Last während des Ausschaltens. Ich möchte vermeiden, dass der MOSFET in den Avalanche-Modus wechselt, um maximale Zuverlässigkeit zu gewährleisten, da die Platine bei Umgebungstemperaturen von 80-90 ° C betrieben wird.

Der MOSFET, den ich in Betracht ziehe, ist hier und ich schaue mir diesen Gate-Treiber an.

Meine aktuelle Schaltungsidee ist unten dargestellt:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

D2 leitet unterhalb der maximalen Vds des MOSFET während des Abschaltens der Last, wo die Quellenspannung negativ wird.

Ich bin weniger zuversichtlich in das Verhalten von D1. Meine Absicht mit D1 ist es, während des Abschaltens der Last zu leiten, damit Vgs den maximal zulässigen Wert nicht überschreitet. Meine Unsicherheit rührt vom Gate-Treiber her - wie wird er sich in diesem Szenario verhalten?

D1 fungiert nur als Spannungsklemme für den Gate-Source-Übergang, um lustige Dinge von hohen dV / dT zu zähmen, die sich durch Parasiten arbeiten. Es ist nicht immer erforderlich.
Welcher Parameter gibt mir in Bezug auf den Gate-Treiber die negativste Quellenspannung an, für die er Vgs von 0 V aufrechterhalten kann?
Ich verstehe deine Frage nicht.
Assets.nexperia.com/documents/application-note/AN90001.pdf Seite 11 dieses Dokuments besagt: „Vs wird negativ, bis der Stromfluss aufrechterhalten wird, die Source ist jedoch durch den Treiber, der bei 0 V arbeitet, fest mit dem Gate verbunden ."
Fragen Sie nur, was das minimale Vs des Gate-Treibers unter der absoluten maximalen Bewertung im Datenblatt ist? Oder Hinweis 1 unten auf der Seite?
Ja, das Minimum Vs für den Gate-Treiber ist das, was ich zu bestimmen versuche
Der Gate-Treiber verwendet einen Bootstrap für den High-Side-Antrieb. Wie werden Sie die High-Side-Antriebsspannung aufrechterhalten? Haben Sie anstelle der Bootstrap-Schaltung eine isolierte Versorgung? Andernfalls können Sie den FET nicht eingeschaltet lassen.
@JohnD Ich werde die im Datenblatt des Gate-Treibers gezeigte Bootstrap-Schaltung verwenden
@JohnD Es ist begraben, aber das OP bietet einen Link zu seinem Gate-Treiber.
@DKNguyen Danke, das habe ich gesehen, aber der von ihm ausgewählte Treiber verwendet eine Bootstrap-Technik, um das Gate über die Drain-Spannung zu treiben. Das bedeutet, dass die Bootstrap-Cap-Spannung regelmäßig aktualisiert wird. Wenn Sie den FET einschalten und eingeschaltet lassen möchten, funktioniert er nicht. Das OP gibt an, dass keine PWM beteiligt ist, daher nehme ich an, dass er den FET als EIN / AUS-Schalter verwendet, was problematisch sein wird.
@JohnD Wie kann ich das High-Side-Switching durchführen, ohne auf dieses Problem zu stoßen? Ich habe in dieser Anwendung nur Zugriff auf die 12 V.
@NithinVedamuthu Wenn Sie es nur als Schalter verwenden (100% Einschaltdauer, damit die Quelle niemals auf Masse geht, damit die Kappe aktualisiert wird), müssen Sie die Bootstrap-Kappe und die Diode durch eine kleine isolierte Versorgung wie einen isolierten Regler ersetzen. oder fügen Sie eine 555 als schwebende Ladungspumpe hinzu, um die Kappe kontinuierlich zu aktualisieren, während sie eingeschaltet ist.

Antworten (3)

L1 sollte eine Freilaufdiode haben. Jede schnelle Diode funktioniert. Es ist nicht gut, einen negativen Rückschwung auf dem zerbrechlichen Highside-Treiberchip zuzulassen. Die Freilaufdiode stellt auch sicher, dass M1 nicht viel mehr als 12 VDC sieht.

Das ist der Schutz, den Sie brauchen

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

D_Freewheel verhindert, dass der Ausgang des Induktors mehr als 1 V unter die Erde geht. Es muss in der Lage sein, den vollen Strom zu verarbeiten, den der Motor aufnimmt. Sogar "langsame" Dioden wie 1N540x sind völlig ausreichend, sie sind nur langsam beim Ausschalten, sie schalten schnell genug für diese Anwendung ein.

Sie werden feststellen, dass ich es direkt über die Induktoranschlüsse gezogen habe. Dies soll zeigen, dass ich die von der Induktor-Dioden-Schleife eingeschlossene Fläche minimiere. Wenn Sie die Diode in einiger Entfernung von der Motorerde geerdet haben, kann die übermäßige Induktivität dieser Schleife Ihnen immer noch Probleme bereiten.

D2 war völlig überflüssig.

D1 ist sowieso eine vernünftige Vorsichtsmaßnahme, FET-Gates sind zerbrechliche Dinge.

Ich habe lange Leitungen von der Platine zum Motor, daher ist dies für meinen Fall nicht möglich

Ich habe eine für meine Anwendung besser geeignete Lösung gefunden: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC33981.pdf

Das sollte funktionieren, da es eine eingebaute Ladepumpe zusammen mit der Bootstrap-Kappe enthält, sodass Sie einen Betrieb mit 100 % Einschaltdauer haben können.
Induktive Last mit High-Side-Schaltung und MOSFET
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v