sto cercercando di valutare la freq massima di switching a cui posso far lavorare un mos...
Ora, a parte un limite termico che so come valutare esiste sicuramente anche un limite di velocità dipendente da parametri di velocità del dispositivo (es: Turn-On Time Turn-On Delay Time, Turn-Off Delay Time, Turn-Off Time)
Ora qui sono bloccato...
Sto lavorando con un half-bridge e mi serve un duty cycle minimo del 2%.
Mi potete dare un suggerimento?
Come si utilizzano quei tempi riportati in tutti di dataheets?
Visto che parli di "half-bridge" suppongo possa essere un azionamento come un motore elettrico, oppure un solenoide. Certo potrebbe essere anche un trasduttore piezoelettrico di potenza, ma faccio solo speculazioni.
Se il carico è qualcosa come un motore elettrico, incontrerai probabilmente altri problemi, prima di un limite di velocità nella commutazione del MOSFET. Il problema principale potrebbe essere di tipo termico, in stretta relazione con la capacità di gate, il circuito di pilotaggio che impieghi, il tipo di carico. Dai un'occhiata qui
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è una vecchia nota applicativa molto generica, parimenti la domanda.
Daccordo sul problema termico e sul driver, ma quello che mi servirebbe capire è la frequenza massima alla quale potrei spingere un certo mosfet, senza che la sua velocità influenzi sensibilmente il funzionamento del circuito...
es1: attuo un comando troppo veloce ed il mos non si muove neanche. es2: il dead-time che mi serve incide troppo su periodo
Immagino che la risposta stia nascosta in Turn-On Time Turn-On Delay Time, Turn-Off Delay Time, Turn-Off Time. ma anche sull'errore che ammetto in uscita.
Ora, salendo sempre più di freq. quali sono i fenomeni che si manifestano? Problemi termici e di pilotaggio esclusi.
Hai dato la risposta da solo! Se vuoi accendere il mos in fretta devi diminuire la resistenza di gate, e quindi sale la corrente del driver, con tutti i problemi del caso. Altrimenti, il mos sta quasi tutto il tempo in zona lineare e dissipa. Poi ci sono i problemi legati alle capacità parassite che assieme alla dv/ dt si portano a spasso il gate, che deve essere tenuto sotto controllo.
Tanto per chiarire: quanta corrente commuti? A che frequenza? Tensione di lavoro?
150A rms, picco, picco-picco? In ogni caso immagino sia una topologia risonante. In quel caso non capisco il discorso del duty cycle. Se non è risonante parliamone, sono curioso!
+10V e -5V sono sufficienti? un mos da 400V e 150A (anche fossero picco picco) è una discreta sberla...
Normale (li perdi quasi tutte nell'opto). Potresti usare un trasformatore di impulsi, ed il tempo di propagazione sta sotto i 50ns.
E' in hard-switching. E' un applicazione "particolare".
Sono i valori consigliati dal costruttore... sulla positiva non salgo x limitare le dissipazioni nel driver che è già sui
4W@80KHz ed è al limite del dimensionamento. la negativa per ora è sufficiente.
E' vero... non ho i dati splittati di quanto perdo nei vari pezzi della catena.. per questo sto cercando di capire qual è la freq max che posso raggiungere. Vorrei andare a 200KHz, il rendimento non è un problema..
a 200khz hai un periodo di 5us; un duty minore del tempo di spegnimento non si può; un mos straveloce ci metterà almeno 100ns a spegnersi, quindi hai il 2% che dicevi. Ma a questo punto non ci sono problemi di attuazione, ma solo di regolazione. Sai che la caratteristica di uscita non è lineare ma ha una discontinuità.
Per curiosità: alimentatore per acceleratore di particelle?
Commutare picchi di potenza di 60 kW a 200 kHz è decisamente /particolare/, perlomeno per la discussione su un NG. Parlando di motori per un autoveicolo elettrico probabilmente no, e neppure per motori di azionamenti industriali, ma in quel caso non sarebbe più opportuno consultare il FAE dell'azienda fornitrice dei MOSFET impiegati?
Anche perché con certe potenze e frequenze in gioco non basta scegliere "il MOSFET più veloce", quanto dimensionare anche la stabilità del circuito -- anche a livello topologico: qualche centimetro di rame nel posto sbagliato e crei induttanze o capacità distruttive.
Premesso che, come detto da altri, la tua applicazione sembra un po'particolare e piacerebbe saperne un po'di piu' (p.es. il tipo di MOS usato)
Si', consigliati, ma per farci cosa? Per un'applicazione esattamente come la tua?
=E0 sui
Beh, se "sulla positiva" non sali e se "la negativa e'sufficiente" dubito che i tempi di commutazione li potrai diminuire !
re.
I tempi di commutazione ovviamente dipendono dal circuito di pilotaggio, che deve caricare/scaricare la capacita'' gate-source e quella gate-drain, moltiplicata dall'effetto Miller durante il transitorio. Per cui devi far "pompare" molta corrente dal driver. Ed una volta che hai ridotto il piu'possibile la resistenza di uscita del driver, lo alimenti con una tensione elevata, fino al limite della Vgs_max, per massimizzare la corrente che ti puo'dare. Altro non puoi fare. I tempi di commutazione dei datasheet sono sempre riferiti ad un circuito di test preciso, non e'detto che tu non possa fare di meglio (o di peggio). Poi entrano in gioco altri fattori, come il fatto che anche il gate ha una sua resistenza interna non sempre trascurabile (a meno che tu non abbia un bel MOS per RF, col gate in metallo) e le induttanze delle connessioni, source in particolare. Se vuoi commutare
150 A in 50 ns e l'induttanza parassita nel source e'di 1 nH (1 mm di filo...) durante il transitorio ci cadono 3 V; direi quantomeno preoccupante!
E' vero... ma il problema si può presentare magari in scala "ridotta".
Ovviamente fatto... volevo anche un parere diverso o cmq una discussione che potesse essere costruttiva.
Certo.. lo sbroglio del PCB del driver è stato un bagno di sangue, viste le regole di forma, layout, schermi, isolamenti che ho valutato necessari. Cmq ha funzionato :-)
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