So wählen Sie einen Gate-Treiber für einen MOSFET-Schalter mit 100 % Einschaltdauer aus

Es gibt verschiedene Arten von High-Side-Gate-Treibern.

1. PMOS

Ein einfacher Treiber kann auf einem High-Side-PMOS einen Arbeitszyklus von 100 % erreichen. Sie erhalten die Nachteile eines PMOS: höherer RdsON, niedrigere Geschwindigkeit, höhere FET-Kosten. Aber es ist einfach und die Treiberkosten sind niedrig, sodass die gesamte Lösung am Ende ein besserer Kompromiss sein könnte als die anderen Optionen.

2. NMOS-Bootstrap

Um einen High-Side-NMOS anzusteuern, ist eine höhere Spannung als die Stromversorgung erforderlich. Wenn dies nicht verfügbar ist, besteht eine Möglichkeit darin, einen Bootstrap-Kondensator zu verwenden, der wieder aufgeladen wird, dann schaltet der Low-Side-FET ein und der High-Side-FET aus. Dies kann keine Einschaltdauer von 100 % erreichen, da die Bootstrap-Kappe wieder aufgeladen werden muss.

3. Zusätzliche Stromversorgung

Um die Gate-Ansteuerspannung oberhalb der Versorgungsspannung zu erzeugen, gibt es mehrere Möglichkeiten. Eine Ladungspumpe ist eine gute Option bei niedriger Spannung, hier ist ein Beispiel für einen Gate-Treiber-Chip, der dies tut. Leider erlauben weder digikey noch mouser, mit dieser Funktion zu suchen.

Es gibt keine Bootstrap-Diode außerhalb oder innerhalb des Chips. Wenn Sie also schnell viele Datenblätter durchsehen möchten, müssen Sie danach suchen, zusammen mit den Worten "Ladungspumpe".

Ich habe es auch mit einer "handgefertigten" Ladungspumpe gemacht, im Grunde einem Mikrocontroller-GPIO-Ausgang, der einen Diodenspannungsverdoppler speist. Damit können Sie eine Spannung erzeugen, die etwas über der Versorgungsspannung liegt, und das kann ausreichen, um das Gate eines High-Side-FET anzusteuern. Wenn der GPIO aufhört zu schalten, entlädt ein Pulldown-Widerstand das Gate. Mies und langsam, aber einfach und billig. Bei einem 3V3-Mikro verlieren die beiden Diodenschwellen jedoch wahrscheinlich zu viel Spannung.

Sie können auch eine höhere Spannungsversorgung verwenden, wenn diese irgendwo in der Nähe verfügbar ist.

Wenn Sie eine Isolierung von der Treiberschaltung benötigen, besteht eine weitere Option darin, einen isolierten Gate-Treiber zu verwenden und ein kleines isoliertes DC-DC-Netzteil hinzuzufügen, um die Treiberversorgung zu erzeugen.

Eine weitere Option ist der Fotozellen-Optokoppler, der im Grunde eine LED und eine winzige Fotozelle in einem Chip ist. Durch das Aufleuchten der LED erzeugt die Fotozelle eine Spannung, die das Gate eines FET ansteuern kann. Der Ausgangsstrom ist sehr niedrig, also ziemlich langsam, aber einfach, erzeugt kein Schaltrauschen von einer Ladungspumpe oder einer isolierten Stromversorgung und ist isoliert. Es ist eine gute Option, wenn Sie ein Paar Antiserien-FETs verwenden, um die Wechselspannung zu schalten.

In keiner der anderen Antworten wird erwähnt, dass Sie einfach einen kleinen, schaltenden, isolierten Regler parallel zur Bootstrap-Kappe kaufen. Es ist wahrscheinlich der direkteste Weg. Etwa 3-5 USD pro Stück.

Ich habe gestern eine Frage gestellt, die dir helfen könnte, wenn du dir den Thread ansehen möchtest, den ich gestern Abend erstellt habe.

Ihre Lösung kann entweder ein Aufwärtswandler sein, um Ihre Vgs oder einen Spannungsverdoppler zu erhalten und dieses Signal dann über einen Optoisolator / Transistor an Ihre Gates zu steuern. Ich werde wahrscheinlich den Opto-Weg gehen, nur weil sie so einfach zu steuern sind.