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パワーMOSFETを使ったHブリッジ回路上段のPchに10V程度の電圧差を与える方法
2023/10/19 07:24
- 現在、パワーMOSFETを使ったHブリッジ回路を試作中です。
- Hブリッジ回路上段のPchには10V程度の電圧差を与える必要があります。
- ツェナーダイオードとNchFETのドレインを直列に接続した回路に、Pchのゲートを接続してPchFETをON/OFFさせる方法を検討しています。他によいアイディアはないでしょうか。
パワーMOSFETに使用するハイサイドスイッチに…
2013/01/16 13:34
パワーMOSFETに使用するハイサイドスイッチについて
よろしくお願い致します。
現在、パワーMOSFETを使ったHブリッジ回路を試作しています。
(Nch2個, Pch2個, 電源電圧300V, 電流3A程度, 周波数300kHz)
Hブリッジ回路上段のPchには10V程度の電圧差を与える必要があるのですが、
300kHzという速さで切り替えを行う必要があるため、
どのような回路構成にすればよいか悩んでいます。
現在の案では、ツェナーダイオード(ブレイクダウン電圧10V程度)と
NchFETのドレインを直列に接続した回路に、Pchのゲートを接続して
PchFETをON/OFFさせる方法はどうかと考えているのですが、
他によいアイディアはないでしょうか。
以上、よろしくお願いいたします。
回答 (4件中 1~4件目)
特にPchFETを使う目的が無いなら
回答(2)さんが回答しているように
NchFETを使ったブリッジの方が楽チンですね。
300V, 3A程度の容量のFETの駆動用なら
ハーフブリッジ用ドライバ(ハイサイドドライバ)が100円程度で買えます
自励発振もついて、300kHz駆動も充分カバー範囲。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06212/
どうしてもフルブリッジにしたいならハーフブリッジを2コ使って逆位相駆動
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06209/
ただし多少は回路設計技術やパターンレイアウト設計技術がないと
300kHz駆動を軌道に乗せるのはのは難しいかも…
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解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
回答(2)さんがご指摘のとおり、300kHzは駆動回路にとって相当に厳しい高
周波と思います。
「ハイサイドスイッチ」の名称から想定される範囲を外れるかもしれません
が、トランスを使った駆動回路を検討しては如何でしょうか?
FETを導通させる方向については、トランスの2次側に発生する電圧を、
直列抵抗を介してゲートに印加することで設計可能と思いますが、遮断させ
る方向には、ゲート-ソース間を短絡させる補助スイッチを併用することが
必要と思います。
トランスを使う方法は古典的ですが、ハイサイド駆動用の電源を準備する
必要がないこと、駆動回路の耐圧を確保しやすいことなどの利点があります。
毎度JOです。
前回投稿の超音波センサーのドライブ回路ですか?
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=278275&event=QE0004
トランスで無くFETを使用したフルブリッジ回路になりますね
投稿の回路では上アームのドライブがPchになっています
この様な回路は10Vや15Vの低い電源電圧では有効ですが、
http://machidapc.maizuru-ct.ac.jp/sken/siryou/sekkei2003/mosfet/image/mosfet02.png
電源電圧300Vでは上アームにPchが使えません
理由)使用するFETは入力容量の大きな物になります、例えば
http://www.digikey.jp/product-detail/ja/IXTP10P50P/IXTP10P50P-ND/1995392
Pchはあまり無いので探すのに苦労しました
このFETでは入力容量が2800pFも有ります、この入力容量を300kHzに比べ十分に早い時間でドライブする必要があります
300kHzがデューティー50%として1.66μS、1/10以下なら0.16μS
従って、入力容量を反対側のドレインでドライブする為には
1kΩ程度の抵抗が必要です、これは20W以上の発熱が常時有る事を示します
通常、電源電圧300V程度のフルブリッジ回路では、上アームもNchFETで構成します
http://blog-imgs-46.fc2.com/p/o/w/powerless38/2010121623000144d.png
では、上アームのドライブはどうするかと言うと
1)各上アームのソースを基準に、絶縁された電源(+15V程度)を用意し、おのおのフォトカプラ等でドライブします
2)ブートストラップと言う回路で上アームをドライブする電源を得ます
http://blog-imgs-46.fc2.com/h/e/s/hesitationcats/Nch_FullBridge_MD.png
上アームのドライブに使用するフォトカプラは、こんなの
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product_detail/opto/coupler/1260402_13554.html
それでも伝達遅延が200nSも有り、上で計算した160nSには及びませんので他の方法を考察せねばなりません
以前の投稿でも回答しましたが
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=277175&event=QE0004
300kHzは高速です、一般的な回路では達成出来ない速度です
何らかの独自技術を考案しないと難しいかも知れません
以前の回答でも述べましたが、もう一度
>>但し、この回路を設計するには其れなりの技術とノウハウが必要となります
>>仮にネットで参考となる回路が有ったとしても、そのまま流用出来る物ではありません
PchFETのゲート電圧のレンジはどう考えてますか?