Mạch điều khiển Mosfet tốc độ cao: nguyên lý thiết kế và ứng dụng

[trinhquy]

Mục đích của bài viết này là mô tả một cách tiếp cận có hệ thống với những mạch điều khiển Mosfet tốc độ cao, nó là tập hợp những thông tin của nhiều topic khác nhau để giải quyết những thách thức thường gặp trong thiết kế.

Những giải pháp mạch phổ biến nhất sẽ được đề cập, cơ chế hoạt động được giải thích chi tiết, những bàn luận để xây dựng những vấn đề từ đơn giản đến phức tạp với cách nhìn tổng quát từ cấu trúc bên trong của Mosfet.

Được dịch lại theo tài liệu: http://focus.ti.com/lit/ml/slup169/slup169.pdf

Bài dịch còn nhiều sai sot, mong các bạn thông cảm!

[namqn]

Đây là một trong những tài liệu hay mà tôi đang sử dụng để thiết kế các mạch kích tốc độ cao (có thể đến hơn 200 kHz), đặc biệt là công thức chọn điện trở kích tối ưu.
Tôi sẽ dịch tên tài liệu là "Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng các mạch kích MOSFET tốc độ cao".

Thân,

[trinhquy]

Huynh "namqn" post bài lên đi tui có thể phụ giúp huynh phân tích.

à quên nữa, các huynh xem bài nhớ cho xin vài cái ý kiến (chê càng nhiều càng tốt)
để em phấn đấu cho những bài viết sau.

[namqn]

Huynh "namqn" post bài lên đi tui có thể phụ giúp huynh phân tích.

Tôi không có ý định phân tích hay dịch tài liệu này, chỉ có ý kiến về cách dịch tên tài liệu như đã nói ở trên.

Thân,

[dientu.net]

Đây là một trong những tài liệu hay mà tôi đang sử dụng để thiết kế các mạch kích tốc độ cao (có thể đến hơn 200 kHz), đặc biệt là công thức chọn điện trở kích tối ưu.
Tôi sẽ dịch tên tài liệu là "Hướng dẫn thiết kế và ứng dụng các mạch kích MOSFET tốc độ cao".

Thân,

200KHz = 5microsec(period)
bác làm thế nào để kích được Dutycycle 5% = 250nanosec

[CHIBANG]

200KHz = 5microsec(period)
bác làm thế nào để kích được Dutycycle 5% = 250nanosec

Vấn đề này khá hay, khó và khá củ chuối. Nhưng hoàn toàn làm được.
Hiện nay có các con IC chuyên dụng, dòng driver lên tới hàng chục A. T_on/off cỡ vài chục ns. Bởi vậy việc đó trong tầm tay thôi. Cái khó là lựa chọn linh kiện, design PCB...

[dientu.net]

CHIBANG có thể cho tui vài con không? link datasheet thì càng tốt. Cảm ơn nhiều.

[CHIBANG]

CHIBANG có thể cho tui vài con không? link datasheet thì càng tốt. Cảm ơn nhiều.

Bác vào maxim-ic.com hay irf.com... đi. Một tá, tìm các con IC driver mosfet nhé. Nếu bác ko tìm ra thì nhắn lại tui tìm cho. Ví dụ con tầm trung như IR2110 của irf chẳng hạn.
Cái này bác hỏi đại ca BA ấy, hoặc hỏi pic bang trưởng lão Namqn, đại gia về phần điều khiển này.
Lý thuyết phần này cũng khá phức tạp đó, hi vọng có mọt ngày bác namqn cho bàn dân thiên hạ sáng tỏ tầm mắt.

[namqn]

200KHz = 5microsec(period)
bác làm thế nào để kích được Dutycycle 5% = 250nanosec

Trong ứng dụng mà tôi đang nghiên cứu, người ta đòi hỏi phải có tần số tầm từ 150 kHz trở lên, nhưng không nhất thiết phải có duty cycle cỡ 5%, do đó mới có thể chạy 200 kHz ở công suất vài kW (tôi đã chạy được cỡ 1 kW tại thời điểm này).

Thực tế, mạch kích của tôi sau khi thiết kế lại vài lần đã cho phép bộ biến đổi chạy tốt ở 200 kHz, nhưng thời gian lên/xuống (rise/fall time) thì có giá trị khoảng 500 ns. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề đối với loại bộ biến đổi mà tôi đang làm (thuộc loại bộ biến đổi cộng hưởng, điều chỉnh công suất bằng tần số và độ rộng xung). Thời gian lên/xuống phụ thuộc vào thông số của linh kiện công suất, nếu bạn đang dùng MOSFET có tụ ngõ vào khoảng 300 pF thì mạch kích của tôi có thể đảm bảo thời gian lên/xuống không quá 25 ns (nếu dùng trong bộ biến đổi của tôi).

Thân,

[dientu.net]

Trong ứng dụng mà tôi đang nghiên cứu, người ta đòi hỏi phải có tần số tầm từ 150 kHz trở lên, nhưng không nhất thiết phải có duty cycle cỡ 5%, do đó mới có thể chạy 200 kHz ở công suất vài kW (tôi đã chạy được cỡ 1 kW tại thời điểm này).
Thân,

nguồn gì mà độ rộng xung kô đổi

[CHIBANG]

Trong ứng dụng mà tôi đang nghiên cứu, người ta đòi hỏi phải có tần số tầm từ 150 kHz trở lên, nhưng không nhất thiết phải có duty cycle cỡ 5%, do đó mới có thể chạy 200 kHz ở công suất vài kW (tôi đã chạy được cỡ 1 kW tại thời điểm này).

Thực tế, mạch kích của tôi sau khi thiết kế lại vài lần đã cho phép bộ biến đổi chạy tốt ở 200 kHz, nhưng thời gian lên/xuống (rise/fall time) thì có giá trị khoảng 500 ns. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề đối với loại bộ biến đổi mà tôi đang làm (thuộc loại bộ biến đổi cộng hưởng, điều chỉnh công suất bằng tần số và độ rộng xung). Thời gian lên/xuống phụ thuộc vào thông số của linh kiện công suất, nếu bạn đang dùng MOSFET có tụ ngõ vào khoảng 300 pF thì mạch kích của tôi có thể đảm bảo thời gian lên/xuống không quá 25 ns (nếu dùng trong bộ biến đổi của tôi).

Thân,

Cái này quả là đáng học hỏi, hiện nay đk mosfet đạt tới công lực cao thâm vậy ko dễ mấy ai. Em đoán đây là đồ án tiến sỹ của Tây chứ chẳng chơi. Quả ko hổ danh là pic bang trưởng lão.

[CHIBANG]

Trong ứng dụng mà tôi đang nghiên cứu, người ta đòi hỏi phải có tần số tầm từ 150 kHz trở lên, nhưng không nhất thiết phải có duty cycle cỡ 5%, do đó mới có thể chạy 200 kHz ở công suất vài kW (tôi đã chạy được cỡ 1 kW tại thời điểm này).

Nghĩa là cái của anh làm, độ rộng xung: x%-100%. Trong đó x>5? --> Đk công suất từ P_MIN->P_MAX.

[dientu.net]

Thực tế, mạch kích của tôi sau khi thiết kế lại vài lần đã cho phép bộ biến đổi chạy tốt ở 200 kHz, nhưng thời gian lên/xuống (rise/fall time) thì có giá trị khoảng 500 ns. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề đối với loại bộ biến đổi mà tôi đang làm (thuộc loại bộ biến đổi cộng hưởng, điều chỉnh công suất bằng tần số và độ rộng xung). Thời gian lên/xuống phụ thuộc vào thông số của linh kiện công suất, nếu bạn đang dùng MOSFET có tụ ngõ vào khoảng 300 pF thì mạch kích của tôi có thể đảm bảo thời gian lên/xuống không quá 25 ns (nếu dùng trong bộ biến đổi của tôi).

He he he namqn ơi là namqn. Cho namqn cái này nhé. Đừng trách tớ là lắm nhời nghe! Tớ không hiểu vài KW của namqn dùng mosfet nào nữa. Xạo thì xạo vừa vừa thôi nghen. Một bảng là của IRFP250, một bảng là IRF540

[namqn]

Nghĩa là cái của anh làm, độ rộng xung: x%-100%. Trong đó x>5? --> Đk công suất từ P_MIN->P_MAX.

Tôi đang làm bộ biến đổi ma trận, dùng tải cộng hưởng, do đó có thể điều chỉnh thô công suất bằng cách thay đổi tần số, và điều chỉnh tinh công suất bằng cách thay đổi độ rộng xung. Do đặc tính của tải cộng hưởng, và đặc tính của bộ biến đổi cụ thể mà tôi đang dùng, độ rộng xung chỉ cần thay đổi từ khoảng 20% đến 80%.

[dientu.net]

Tôi đang làm bộ biến đổi ma trận, dùng tải cộng hưởng, do đó có thể điều chỉnh thô công suất bằng cách thay đổi tần số, và điều chỉnh tinh công suất bằng cách thay đổi độ rộng xung. Do đặc tính của tải cộng hưởng, và đặc tính của bộ biến đổi cụ thể mà tôi đang dùng, độ rộng xung chỉ cần thay đổi từ khoảng 20% đến 80%.

Hu hu hu... trần đời tôi chưa thấy ai dùng nguồn xung mà thay đổi cả tần số và độ rộng xung cả. Người ta chỉ thay đổi 1 trong 2. Độ rộng xung đến 80%, Tần số từ 100KHz xuống 50KHz -> không nổ Mosfet con cứ đi đầu xuống đất.