Wie kann man die Mosfet-Schaltgeschwindigkeit erhöhen und Schaltverluste verringern?

1. Stellen Sie eine geeignete Gate-Treiberschaltung bereit, die einen ausreichend hohen Strom und eine anständige Anstiegsgeschwindigkeit aufnehmen / liefern kann (andere haben über einen dedizierten Gatedrive gepostet).

2. Wählen Sie Ihren Gate-Widerstand bezüglich der Gate-Ladekurve (oder der gesamten Gate-Kapazität) richtig aus. Zu hoch und Sie schalten langsamer und mehr Schaltverluste. Zu niedrig und es besteht die Möglichkeit, dass die Netzspannung klingelt (erhöht Ihre Verluste) und im schlimmsten Fall ... einen Pierce-OSC einrichtet

3. Wenn Sie eine induktive Last schalten, halten Sie die Streuinduktivität zwischen der Kathode der Freilaufdiode und dem FET sehr, sehr niedrig (nicht so niedrig, so bequem wie möglich - bei Bedarf neu auslegen).

4. Auch hier gilt: Wenn Sie induktive Lasten schalten, übersehen Sie nicht die Sperrverzögerung der Diode. Wählen Sie eine geeignete Diode

5. Minimieren Sie die Gate-Source-Leitungsinduktivität (verdrilltes Paar, kurz), wieder nicht kurz, kurz wie möglich.

6. Wenn Sie leistungsschaltend arbeiten, minimieren Sie die Streuinduktivität zum Bulk-DClink-Kondensator. Auch hier nicht kurz aus Bequemlichkeit, sondern so kurz wie möglich.

7. Betrachten Sie eine Form von Lamina-Sammelschiene wrt 5

Wählen Sie entweder einen besseren MOSFET oder verwenden Sie einen Push-Pull-Treiber wie diesen: -

Beachten Sie, dass dieser Chip identische MOSFETs in der Ausgangsstufe verwendet. Hier ist ein weiterer mit dem FAN7842 von Fairchild: -

Sie sollten auch sicherstellen, dass zwischen dem einen Ausschalten und dem anderen Einschalten genügend Totzeit ist.

Beide Bauteile können bei Bedarf zum Ansteuern einzelner MOSFET-Ausgänge verwendet werden. Hier ist einer, der einen Highside-MOSFET antreibt: -

Das Vermeiden von P-Kanal-Geräten bringt Ihnen ein paar Prozent mehr Effizienz (Generalismus-Warnung). Dies ist ein nützlicher Satz von Bildern, um andere Ideen zu geben.

Wie Andy aka rät, gibt es unzählige integrierte MOSFET-Treiber, die mit einem Minimum an Teilen wirklich gut funktionieren.

Aber falls Sie ein einmaliges Design mit diskreten Teilen wünschen, ist hier ein Ausgangspunkt: (Der Schalter repräsentiert Ihren Mikrocontroller oder was auch immer diese Anordnung antreibt)

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

Q1 und Q2 sind ein Gegentaktpaar von Emitterfolgern. Ihr Ausgang (am Gate von M1) wird ungefähr auf der gleichen Spannung wie der Eingang gehalten (Modulo der Basis-Emitter-Spannung), aber die Stromverstärkung des BJT multipliziert den am Eingang verfügbaren Strom.

Folglich benötigen Sie etwas, das an den Eingang angeschlossen ist und die Gate-Spannung erreichen kann, die Sie verwenden möchten. Wenn Sie einen Mikrocontroller verwenden, beträgt seine Ausgangsspannung wahrscheinlich 3,3 V oder 5 V. Sie können MOSFETs finden, die für diese Gate-Spannungen ausgelegt sind, aber die meisten Leistungs-MOSFETs funktionieren am besten mit etwas mehr wie 12 V, daher sollten Sie zusätzliche Schaltkreise hinzufügen, um die Spannungswandlung durchzuführen. Sehen Sie , wie Sie die niedrige Seite einer Mosfet-Brücke mit 3,3 V ansteuern, die auch einen komplexeren diskreten MOSFET-Gate-Treiber enthält.

Ein guter Gate-Antrieb ist ein Schritt in die richtige Richtung und wurde in anderen Antworten angegeben. Jetzt ist es an der Zeit, T1 zu betrachten. Zwischen jedem Zweig der CT-Primärwicklung wird eine gewisse Streuinduktivität vorhanden sein. Wenn Sie Q5 oder Q6 ausschalten, wird der Strom unterbrochen. Die in der Streuinduktivität gespeicherte Energie wird in Ihrem Stromkreis zu schrecklichen Hochspannungsspitzen .Sie müssen sich damit befassen, um den Mosfet-Ausfall zu stoppen. Wenn Sie die Zahlen für diese induktive Energie, die in Ihrem Stromkreis verschwendet wird, einstecken und mit der Frequenz multiplizieren, um den Leistungsverlust abzuschätzen, werden Sie feststellen, dass diese Verluste schlimm sind. Versuchen Sie also, die Verschwendung wiederherzustellen Leistung, um die Spannungsspitzen zu begrenzen und die Mosfets kühl zu halten. Eine direkte Möglichkeit, diese Energie zurückzugewinnen, besteht darin, einen passiven Snubber zu bauen, der Strom in einen Widerstand brennt, damit die Fets nicht mehr durchbrennen. Optimieren Sie dann die Wellenformen.