Οδηγώντας ένα MOSFET (addendum).

Είδαμε σε προηγούμενο άρθρο την οδήγηση ενός low-side n-channel MOSFET. Αυτή ήταν η εύκολη περίπτωση… Θα δούμε συνοπτικά την οδήγηση ενός n-channel MOSFET σε high-side συνδεσμολογία. High-side συνδεσμολογία έχουμε όταν το φορτίο βρίσκεται μεταξύ της γης και του διακόπτη/MOSFET/BJT του κυκλώματος (παρακάτω εικόνα).

high-side

Ωραία, που το πρόβλημα; Θα βάλουμε τον παλμό μας, που πρέπει να είναι γύρω στα 8 volts για πλήρη ενεργοποίηση, και όλα καλά. Σωστά; Χμ, όχι. Πρέπει η τάση στην πύλη του MOSFET να είναι 8 volt μεγαλύτερη από την τάση στην πηγή (source) του MOSFET. Στην low-side διάταξη και η πηγή ήταν γειωμένη, και η τάση στην πύλη είχε σημείο αναφοράς την γη. Οπότε όποια τάση στην πύλη ήταν και η διαφορά τάσης μεταξύ πύλης-πηγής (Vgs).

circuit-h-1

Στο παραπάνω κύκλωμα εφαρμόζουμε μία τάση 8 volt στην πύλη και παρατηρούμε την τάση αυτή, την τάση στην πηγή και την Vgs (Vg-Vs, την διαφορά τους, που έχει την μεγάλη σημασία). Όπως βλέπουμε η Vgs έχει ένα μέγιστο της τάξεως των 4 volt. Οπότε το MOSFET δεν μπορεί να ενεργοποιηθεί πλήρως. Αυτό συμβαίνει όπως είπαμε διότι η πηγή πλέον δεν βρίσκεται σε δυναμικό 0 (γειωμένη). Παρεμβάλλεται το φορτίο και υπάρχει αυτή η διαφορά τάσης σε σχέση με την πηγή. Ας φτιάξουμε ένα κύκλωμα με μεγαλύτερη τάση στην πύλη θα πει κάποιος. Ας το δούμε.

circuit-h-2

Στο παραπάνω κύκλωμα αυξήσαμε την τάση οδήγησης στα 20 volts και βλέπουμε πως η Vgs είναι γύρω στα 8 volts και το MOSFET ενεργοποιείται κανονικά. Το μεγάλο πρόβλημα με αυτό είναι η παραγωγή της τάσης των 20 volt, και πως αυτή ισχύει μόνο για τάση τροφοδοσία του MOSFET με 12 volt. Αν η τάση τροφοδοσίας (V1) γίνει για παράδειγμα μεγαλύτερη (έστω και αυτή 20 volts) βλέπουμε (παρακάτω σχήμα) πως η τάση Vgs πέφτει πάλι γύρω στα 4 volts. Σε πολλές περιπτώσεις η τάση τροφοδοσίας ενός MOSFET μπορεί να ξεπερνά εύκολα τα 100, 200 ή 300 volts, οπότε το θέμα μπλέκει πολύ.

circuit-h-3

Τι μπορούμε να κάνουμε λοιπόν; Η ποιο εύκολη λύση είναι η χρήση ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος για την οδήγηση high-side MOSFET. Ένα τέτοιο είναι το IR2110. Διαθέτει δύο εξόδους. Μία για MOSFET σε high-side και μία για low-side. Στην τεκμηρίωση του εξηγείτε πως λειτουργεί και πως συνδέεται σε κάποιο κύκλωμα.

Μία ακόμη λύση θα ήταν η χρήση ενός “απομονωμένου” κυκλώματος (να μην έχει κοινή γείωση) για την οδήγηση της πύλης. Στο παρακάτω κύκλωμα η πηγή τάσης V3 τα Q1, Q2 δεν έχουν κοινό σημείο αναφορά την γη του υπόλοιπου κυκλώματος. Με την βοήθεια του οπτοζεύκτη 4N25 γίνεται και η οδήγηση. Έτσι με 5 volts (V2) μπορούμε και ελέγχουμε πλήρως το MOSFET (η Vgs είναι περίπου 9 volt που είναι εντός ορίων). Το πρόβλημα εδώ είναι πάλι η παραγωγή της ξεχωριστής τάσης.

circuit-h-4

Όπως είπαμε… Η ποιο εύκολη απλή και σίγουρη λύση είναι η χρήση κάποιου ολοκληρωμένου κυκλώματος σχεδιασμένο για τον σκοπό αυτό.

Advertisements
This entry was posted in Electronics and tagged , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s