PWM-Spannungserhöhung für Mosfet

Wenn der MOSFET auf der Logikebene Ihrer MCU nicht öffnet, benötigen Sie entweder:

• ein MOSFET, der bei niedrigerem VG öffnet (und Ihnen bei diesem VG genügend Drain-Ampere liefert) oder
• Sie müssen einen MOSFET-Gate-Treiber verwenden, der die Übersetzung auf Logikebene durchführt.

Was Sie mit diesem NPN dort haben, ist ein funktionsfähiger, wenn auch einfacher MOSFET-Treiber.

Welcher dieser beiden Ansätze besser ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab... bei ersterem braucht man neue MOSFETs, bei letzterem kann man die vorhandenen verwenden, aber die Schaltung wird komplizierter und der Treiber ist auch nicht frei.

Es gibt auch einen Haken bei MOSFETs mit niedriger Vgs: Diejenigen, die sowohl niedrige Vgs als auch hohe Stromstärken haben, neigen dazu, in Gehäusen zu kommen, die schlecht von Hand zu löten sind , z Id-Strom bei niedrigerem Vgs. Der Fang? Schwierig von Hand zu löten. Sie sind aber gar nicht so schlecht; BUK9219-55A wird in DPAK geliefert und liefert 50 A mit 3-V-Gate-Ansteuerung; hat auch gut genug Rds an (im Vergleich zu BUZ11):

Mosfet-Treiber können auf viele, viele Arten realisiert werden. Ein Bipolartransistor wird oft genug verwendet, weil er billig ist. Manchmal wird ein Paar Gegentakttransistoren verwendet; diese ermöglichen, dass beide Übergänge (ein und aus) schnell erfolgen. Sie können solche Transistorpaare als einzelnes Paket finden, zB MCH6541 .

Wenn Sie außerdem eine Pegelverschiebung benötigen (und hier tun Sie dies), fügen Sie einen weiteren Transistor vor) wie in dieser Antwort :

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

(Der Gate-Widerstand hängt davon ab, ob Sie mit einem bestimmten MOSFET Klingelprobleme haben.) Bei langsamen Schaltanforderungen ist es jedoch schwierig, den Unterschied zwischen dem 1-Transistor (nur pegelveränderlicher) und dem schnelleren Treiber (dh mit) zu erkennen zusätzliche Gegentakttransistoren):

Wenn Sie auch eine Pegelverschiebung durchführen, können Sie tatsächlich einen der Transistoren optimieren , indem Sie anstelle eines Gegentakts einen Doppel-NPN-Totempfahl verwenden (aber Sie müssen eine Diode hinzufügen):

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Es gibt auch ausgefeiltere IC-Treiber , die kundenspezifische Gate-Ansteuerkurven verwenden. Diese reduzieren normalerweise Schaltverluste und verlängern die Lebensdauer des MOSFET. Einige sehen in Größe und Konnektivitätsanforderungen (4-Pin-Geräte) nicht viel mehr als ein Transistor aus, haben aber im Grunde so etwas wie das obige im Inneren:

Der Fang? Sie kosten mehr.

Verwenden Sie einen besseren MOSFET. Der BUZ11 ist nicht so spezifiziert, dass er mit nur 3 Volt arbeitet: -

Wenn Sie 4,0 Volt am Gate hätten, würde ein 2-Ampere-Motor (zum Beispiel) wahrscheinlich etwa 0,3 Volt abfallen und 1,2 Watt verbrauchen. Nicht schlecht, aber meiner Meinung nach ist die einfachste Lösung, einen besseren MOSFET wie das SOT23-Paket AO3416 zu bekommen : -

Der Spannungsabfall sieht für mich ungefähr 0,1 Volt aus und die Verlustleistung würde ungefähr 0,4 Watt betragen. Wenn dieses Gerät auf einer kleinen Platine montiert ist, wobei etwas PCB-Kupfer absichtlich als Kühlkörper fungiert, sollte es für ein paar Ampere gut sein.

Aber lesen Sie wie immer die Datenblätter und denken Sie an Blockierströme und vergessen Sie nicht die Sperrdiode über dem Motor, um zu verhindern, dass Gegen-EMK den MOSFET zerstört, wenn der Motorstrom unterbrochen wird, wenn der FET abschaltet.

Wenn nicht dieses Gerät, dann gibt es höchstwahrscheinlich andere, die für Ihre Anwendung geeignet sind.

Während die anderen Antworten technisch weitaus besser und langfristig empfehlenswerter sind, besteht eine kostengünstige und schnelle Möglichkeit, Ihre Schaltung zu verbessern (damit Sie sie testen und entscheiden können, was Sie tun müssen), darin, einen kleineren Pullup-Widerstand zu verwenden.

Wenn Sie R1 beispielsweise auf 2K2~1K ändern, werden Sie eine erhebliche Verbesserung der Einschaltzeit feststellen (beachten Sie, dass auch durch T1 mehr Strom fließt).