Problem mit n-Kanal-Mosfet-Schaltung mit einem isolierten Gate-Treiber

Ich versuche, einen n-Kanal-Mosfet dazu zu bringen, eine Last von einer Hochspannung (250 V) zu schalten. Ich verwende den n-Kanal C2M0280120D Mosfet. die Schaltung sieht in etwa so aus:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

In dieser Konfiguration würde also immer dann, wenn der uC-Impuls ansteigt (uC erzeugt PWM zwischen 5 V und 0 V), die Vgs auf M1 ebenfalls ansteigen. Ich habe die Vgs auf M1 gemessen und es ist ein Impuls bei 5 V Spitze für 250 ns. Das Datenblatt gibt an, dass die maximale Schwellenspannung 4 V beträgt, also würde man annehmen, dass dies ausreichen würde, aber als ich die Quelle von M1 (Knoten S2) gegen Strommasse (pgnd) maß, ist es ein Impuls, aber mit einer Spitze von nur 30 ungerade Volt statt 250V.

Ich dachte, es könnte der Fall sein, dass der Mosfet nicht richtig übersteuert ist und sich immer noch in seinem linearen Bereich befindet, also habe ich versucht, eine 15-V-Versorgung zu zerhacken, um das Gate-Signal mit einer höheren Amplitude zu erzeugen. Diesmal ist mein Vgs ein Impuls mit 10-V-Spitze . Die Schaltung ist unten dargestellt:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Ich habe auch eine 1uF-Kappe (wie im ersten Schaltplan) kurz vor den Trasnformer gesetzt, aber ich bekomme immer noch weniger Spannung als erwartet am Knoten S2. (viel weniger für diese Angelegenheit.)

Wenn dies also nicht der große Widerstand zwischen Drain und Source ist (da er ordnungsgemäß eingeschaltet ist), was könnte sonst das Problem sein?

Vielen Dank im Voraus für Ihre Zeit.

Was ist Ihre gewünschte Pulswellenform, einschließlich Anstiegs-, Abfallzeiten und Pulsbreite? Wie lassen sich diese mit der Gate-Treiber-Impulswellenform vergleichen? Aus den Werten von C1.C4 vermute ich, dass Sie versuchen, einen kurzen Impuls mit langsamen Ein- / Ausschaltzeiten zu erzeugen. Sie benötigen eine gute Simulationstechnik und einen schnellen Sampling-Umfang, wenn Sie zu echter HW kommen, um zu sehen und zu verstehen, was Sie tun.
@BrianDrummond Ich versuche, einen Impuls mit einer Anstiegszeit von etwa 9 ns und einer Abfallzeit von 50-100 ns zu erzeugen. Die Simulationen sind in Ordnung (habe es in Ltspice gemacht), und ich kenne die Spezifikationen meines Oszilloskops nicht, aber meine Kollegen verwenden es für hohe HF-Frequenzen (GHz und höher), also gehe ich davon aus, dass das in Ordnung ist. Liegt das Problem ausschließlich am Mosfet? Ich habe versucht, 15-V-Impulse (Vgs) anzulegen, um meinen Mosfet anzusteuern, aber ich erhalte immer noch einen Impuls mit einer Spitze von 30-40 V anstelle von 250. Ich habe versucht, die Last zu erhöhen, um den Strom zu reduzieren, um zu sehen, ob dies einen weiteren Anstieg der Spannung ermöglichen würde , aber ohne Erfolg!
Versuchen Sie, R3 zu reduzieren, oder erhöhen Sie anderweitig den Treiberstrom, um den Gate-Schwellenwert schneller zu überwinden. 9 ns Anstiegszeit sind selbst mit nur 260 pF Cin eine ziemliche Herausforderung.

Antworten (1)

Ich habe die Vgs auf M1 gemessen und es ist ein Impuls bei 5 V Spitze für 250 ns.

Schauen Sie sich einfach die Grafik im MOSFET-Datenblatt an. Dieses hier: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mit 10 Volt am Gate wrt Quelle durchbricht es in Bezug auf die Leistung kaum die Schallmauer und ist nicht einmal für a gelistet v G S von 5 Volt.

Das Datenblatt gibt an, dass die maximale Schwellenspannung 4 V beträgt, sodass man davon ausgehen würde, dass dies ausreichend wäre

Überprüfen Sie am besten immer die Diagramme.

Ich weiß nicht, ob es mein Mosfet ist oder was, aber ich habe versucht, einen Impuls von 15 V anzulegen, und ich bekomme immer noch die gleiche Ausgabe (Impuls mit einer Spitze von 20-30 V anstelle von 250 V oder etw in der Nähe). Wenn ich die Schaltung simuliere und den Mosfet durch nur einen Schalter ersetze, sind die Simulationsergebnisse alle in Ordnung. Bedeutet dies, dass definitiv mein Mosfet das Problem verursacht?
Welchen Transformator verwendest du - verlinke bitte das Datenblatt. Es ist definitiv nicht der MOSFET, aber es ist wahrscheinlich. Es könnte auch der 1-nF-Kondensator sein - können Sie nachsehen, was mit der Spannung an S1 und S2 passiert, und einen Screenshot machen?
Ich verwende diesen Transformator: docs.rs-online.com/89cb/0900766b80d6b42d.pdf . Es ist erwähnenswert, dass das Signal, das in den Transformator eingespeist wird, eine 15-V-Spitze ist, die für 100 n und eine Periode von 200 us eingeschaltet ist.
Sie sollten diesen Transformator übrigens in LTSpice modellieren können. Es sieht aber passend aus.
Entschuldigung, ich muss vergessen haben, die Antwort zu akzeptieren
Kein Problem, besser spät als nie!!