Wie ist eine High-Side-Schaltung mit einem N-Kanal-Mosfet in einer BLDC-Motorsteuerung möglich?

Ich versuche zu verstehen, wie diese BLDC-Motortreiberschaltung funktioniert:

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Nehmen wir an, wir wollen einen Strom durch die UV-Phasen leiten. Angenommen, wir wollen, dass V Masse ist, dann wäre SW4 geschlossen und wir hätten diese Schaltung:

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Wobei der Widerstand der Widerstand der Phasen ist. Wie ist es nun möglich, dass diese Schaltung funktioniert, wenn wir den N-Kanal-MOSFET als High-Side-Schalter verwenden? Wenn Vdrive beispielsweise 30 V beträgt, müsste die Spannung am Gate (PWM1) unter der Annahme eines Vgs(th) von 3 V mindestens 33 V betragen. Dies würde jedoch den MOSFET beschädigen, da die Quelle anfänglich 0 V beträgt und Vgs dann 33 V betragen würde. Die meisten Motortreiber, die ich sehe, verwenden jedoch keine MOSFETs mit superhohen maximalen Vgs. Wie ist dieses Schalten möglich, ohne den MOSFET zu zerstören?

Die Gate-Spannung ist etwa 10 V höher als Vdrive. (Mehrfacher Schwellenwert, um den FET vollständig einzuschalten). Es wird von einem speziell entwickelten High-Side-Gate-Treiber kommen.

Antworten (1)

Einfach, sie verwenden entweder eine isolierte Versorgung (sehr beliebt in China mit billigen Transformatoren) oder Boost-Kondensatoren.

Die Kondensatoren werden über eine Diode geladen, wenn die Low-Side eingeschaltet ist, und halten dann die Spannung für den Gate-Treiber der High-Side, während sie eingeschaltet ist. Der Nachteil - Ihr PWM-Tastverhältnis ist auf etwa 95-98% begrenzt. Normalerweise ist es egal.

Bei Boost-Kondensatoren ist eine Sache zu beachten: Die Ladeströme sind hoch, ihre Frequenz ist sehr hoch. Das Layout sollte also berücksichtigt werden.

Und mal einen Schritt zurück, warum sollten sie überhaupt NMOS verwenden? Weil PMOS gleicher Größe und Kosten nur etwa 30 % des Stroms halten. Deshalb sieht man PMOS in der Leistungselektronik fast nicht

* Bootstrap-Kondensatoren
@winny hängt davon ab, auf welcher Seite Sie Eier brechen.