Schwebende Ladungspumpe für High-Side-N-Kanal-MOSFET-Vorspannung

Diese Frage leitet sich von dieser ab . Ich möchte das Gate auf unbestimmte Zeit eingeschaltet lassen (100% Einschaltdauer) und dafür eine Ladungspumpe verwenden, da die Idee mit dem Relais nicht attraktiv ist. Das Problem ist, dass Vin hoch ist (~55 VDC) und die Ladungspumpenschaltung diese Spannung überstehen muss. Wenn ich eine separate schwebende Stromversorgung vermeiden möchte, muss die Ladungspumpe schwebend sein. Ich habe eine solche Lösung gefunden, die leider veraltet ist (auf Semi NIS6201) und ohne Nachfolger. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen billigen Hot-Swap-Controller (z. B. LM5069) zu verwenden, der mit einer solchen Ladepumpe geliefert wird.

Blockschaltbild des LM5069

Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Ladungspumpe zu bauen, die 50+ VDC übersteht. Die Frage ist, wie die Lösung emuliert werden kann, die in den erwähnten LM5069 oder ähnlichen Controllern verwendet wird.

EDIT1 (2015-01-29):

Ich habe die von Dwayne Reid vorgeschlagene Schaltung auf dem Steckbrett ausprobiert und bekam verwirrende Ergebnisse. Der DVM-Messwert beträgt fast 50 VDC zwischen den „Gate“- und „Source“-Ausgängen, aber gleichzeitig wird die Oszilloskopmessung (Differenzmethode, Kanal Ch1 oder A ist mit dem „Gate“ und invertierter Kanal Ch2 oder B mit dem „Source“-Ausgang verbunden) geben ich ~22V.

Gemessene ErgebnisseAuch wenn ich die Masse einer Sonde anschließe (und die Differenzmessung nicht aktiviert ist), fällt die Ausgangsspannung am DVM sofort auf ~ 13,8 V. Ich hoffe, das ist ein normales Verhalten, da Masse (Pin 1) auf diese Weise geerdet ist (hm, aber DVM ist batteriebetrieben und daher "schwebend"?). Der erwähnte 50-V-DVM-Messwert ist nur vorhanden, wenn die Sondenspitze mit dem „Gate“-Ausgang verbunden ist.

Mosfet war nicht angeschlossen und weiß nicht, was passiert, wenn ich 55 VDC an den Abfluss bringe. Der Timer NE555 wird an 15 V statt 12 V angeschlossen. Die Frequenz beträgt 370 kHz.

EDIT2 (2015-01-31):

Hier ist eine getestete Version der schwimmenden Ladungspumpe. Ich fand zwei Dokumente besonders hilfreich: TI - Discrete Charge Pump Design, slva398a und IR - HV Floating MOS-Gate Driver ICs, an-978 .

Schwimmende Ladungspumpe

Zwei Szenarien wurden getestet (Vin = 56 VDC in beiden Fällen): R2 = 3,3 K und R2 = 4,7 K.

Antworten (2)

Eine billige und unangenehme Lösung besteht darin, einen 555-Oszillator zu verwenden, der mit 12 V betrieben wird und einen spannungsverdoppelnden Gleichrichter an Ihrem High-Side-Treiber kapazitiv speist.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ok, so etwas war meine ursprüngliche Idee, aber ich dachte, das ist für Vin von ~ 55 VDC nicht praktikabel. Wie auch immer, ich kann versuchen, es mit einem Steckbrett zu versehen, da ein möglicher Verlust nur wenige billige Komponenten sind.

Je mehr ich darüber recherchiert habe (ich plane eine Einschaltdauer von 100 % mit einer 300-VDC-Schiene), sieht so aus, als wäre die Anschaffung eines dedizierten isolierten DC/DC-Wandlers der beste Weg. Zum Beispiel: http://www.digikey.com.au/en/product-highlight/x/xp-power/ie-series

Führen Sie dann den Ausgang dieses Wandlers zum Eingang der High-Side des MOSFET-Treibers (bei Cboot).