Mosfet Tetikleme.

[bymrz]

O zaman enhancement-mode mosfetlerde -12V gerekli değil. Ama aşağıdaki linkte -15V kullanmış mosfeti kesime götürmek için. Sayfa 39'da görülebilir.

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-071499-192601/unrestricted/navetd.pdf

Burada kullanılan mosfetin tipini bilmiyoruz ama enhancement-mode olması gerekli. Yani 0V'ta iş görmez miydi?

aynen hocam... zaten datashet lerdeki grafiklere bakarsan Gate geriliminin 0V 'un altında olduğu bir grafik te yok... En Mos kullanıyorsan 0V ile gayet normal tetikleyebilirsin. Fakat arkadaşların da dediği gibi matematiksel olarak ta Gate'e 0'ın altında voltaj verirsen ve iyi de akımı sönümleyebilirsen Gate'i daha hızlı deşarj edebilirsin.

Linkteki dökümanda -15 V kullanılması da, mosfetler köprü olarak kullanıldıysa, ondan olabilir belki...Bilmiyorum... Ya da hızlı deşarj için...

[mihri]

Ben 5 adet mosfeti paralel çalıştıracağım. Mosfet'in hızlı kesime gitmesi avantaj tabi ama bunu sağlamak için -12V vermek yerine yüksek akımlı mosfet sürücüde kullanılabilir. Esas sorun hangisinin işleri kolaylaştırıp maliyetleri düşüreceği galiba. Verdiğim dokümanda mosfetler 0 +12V ilede sürülse pekala olurdu diye düşünüyorum. İtirazı olan var mı?

Ayrıca mosfetin gate gerilimi enhancement-mode için konuşursak -12V olmuş 0V olmuş farketmez akım her iki durumda da neredeyse 0 olur. Soğumaya katkısı olmaz.

[Erol YILMAZ]

Mosfeti çok hızlı açıp kapatmak... çok iyi birşey mi ?

100-200 A gibi yükleri sürmek için kullanılacak soğutucu boyutlarının sigara paketi kadar olmasını beklememek gerek diye düşünüyorum...

Olmaz mı?  Olur belki ama yüksek hız gürültü üretir, düşük hız ise ısı...

Bence dengeli olmalı bu değerler...


Mosfetin her birisinden 20A geçse...

I*I*R = (400 * 0.008) = 3.2W iletim kaybı...
En az x2 olarak ta anahtarlama kaybı koyalım. (100 kHz için)
Yaptı 10W !

Misal 100A için 5 tane kullanıcaktık, oldu 50W...
2 tane havyayı soğutmak için ne kadar alüminyum lazımsa o kadar alüminyum lazım oldu...

200 A için ise kaybımız 100W.


Hee anahtarlamayı muhteşem hızlı yaparsak ne olur? Onu da siz söyleyin.

[bulut_01]

''Hee anahtarlamayı muhteşem hızlı yaparsak ne olur? Onu da siz söyleyin.'' bu sorunun cvp bende merak ediyorum.

[mihri]

Mosfeti çok hızlı açıp kapatmak... çok iyi birşey mi ?

100-200 A gibi yükleri sürmek için kullanılacak soğutucu boyutlarının sigara paketi kadar olmasını beklememek gerek diye düşünüyorum...

Olmaz mı?  Olur belki ama yüksek hız gürültü üretir, düşük hız ise ısı...

Bence dengeli olmalı bu değerler...


Mosfetin her birisinden 20A geçse...

I*I*R = (400 * 0.008) = 3.2W iletim kaybı...
En az x2 olarak ta anahtarlama kaybı koyalım. (100 kHz için)
Yaptı 10W !

Misal 100A için 5 tane kullanıcaktık, oldu 50W...
2 tane havyayı soğutmak için ne kadar alüminyum lazımsa o kadar alüminyum lazım oldu...

200 A için ise kaybımız 100W.


Hee anahtarlamayı muhteşem hızlı yaparsak ne olur? Onu da siz söyleyin.

Haklı yorumlar geliyor ama ben burada bu kısımlarla ilgilenmiyorum. Çünkü benim uygulamam sizin kafanızda canlandığı gibi olmayacak. Sistem 60sn sürede 5 sn süre kadar 200A akım ile çalışacak kalan 55sn'de akım 0A. Umarım anlatabilmişimdir derdimi. O yüzden +-12V olayına odaklanmak istiyorum. Bu konuda da da aklıma yatan birkaç bilgi aldım teşekkürler. Tasarımında mosfeti -12V ile sürmesi gerektiğini görüpte bu yönde tasarım yapan biri olsaydı da tecrübelerini paylaşsaydı daha çok şey öğrenirdik.

[z]

Haklı yorumlar geliyor ama ben burada bu kısımlarla ilgilenmiyorum. Çünkü benim uygulamam sizin kafanızda canlandığı gibi olmayacak. Sistem 60sn sürede 5 sn süre kadar 200A akım ile çalışacak kalan 55sn'de akım 0A. Umarım anlatabilmişimdir derdimi. O yüzden +-12V olayına odaklanmak istiyorum. Bu konuda da da aklıma yatan birkaç bilgi aldım teşekkürler. Tasarımında mosfeti -12V ile sürmesi gerektiğini görüpte bu yönde tasarım yapan biri olsaydı da tecrübelerini paylaşsaydı daha çok şey öğrenirdik.

5sn On - 55sn Off durumu varsa anahtarlama frekansı diye bir şey yok senin uygulamada. Bu durumda negatif gate voltajının bir getirisi olmaz. -12v ile mosları kesime götürdüğüm uygulamam oldu. -12V un getirisi yüksek frekansda anahtarlama da olur. İletimden kesime giderken geytte birikmiş yükleri hızlıca sıfırlar.  Fakat dezavantajı da var.
Negatif yükle kesime sokulmuş mosu iletime geçirmek için gerekli süre uzar.

ON durumundan OFF pozisyonuna geçerken iğne şeklinde negatif voltaj ardından 0 volt vermek yukarıda bahsettiğim sorunu da bertaraf eder.

Senin yapacağın tek şey geyt tetik voltajını 12v yerine 18v civarına yaklaştırmak. Ancak bunu yaparsan kayıpları zaltabilirsin.

Fakat 200A i birden kesmek başına büyük işler açacaktır.

Anahtarlama peryodun çok uzun olduğu için;

Direnç + diyod ve hatta kapasitörlerle network devresi oluşturup geyt voltajının ters rampalı şeklinde yavaş değişmesine izin verirdim. Böylece akımı kontrollu şekilde 0 a indirirken mosum ısınırdı fakat büyük voltaj tepeceiklerinden kurtulurdum.

[mihri]

5sn On - 55sn Off durumu varsa anahtarlama frekansı diye bir şey yok senin uygulamada. Bu durumda negatif gate voltajının bir getirisi olmaz. -12v ile mosları kesime götürdüğüm uygulamam oldu. -12V un getirisi yüksek frekansda anahtarlama da olur. İletimden kesime giderken geytte birikmiş yükleri hızlıca sıfırlar.  Fakat dezavantajı da var.
Negatif yükle kesime sokulmuş mosu iletime geçirmek için gerekli süre uzar.

ON durumundan OFF pozisyonuna geçerken iğne şeklinde negatif voltaj ardından 0 volt vermek yukarıda bahsettiğim sorunu da bertaraf eder.

Senin yapacağın tek şey geyt tetik voltajını 12v yerine 18v civarına yaklaştırmak. Ancak bunu yaparsan kayıpları zaltabilirsin.

Fakat 200A i birden kesmek başına büyük işler açacaktır.

Anahtarlama peryodun çok uzun olduğu için;

Direnç + diyod ve hatta kapasitörlerle network devresi oluşturup geyt voltajının ters rampalı şeklinde yavaş değişmesine izin verirdim. Böylece akımı kontrollu şekilde 0 a indirirken mosum ısınırdı fakat büyük voltaj tepeceiklerinden kurtulurdum.

Benim uygulamamda 100KHz ile tetikleme yapıyorum konuyu böyle düşünelim çünkü uygulamanın ne olduğunu, detaylarını anlatarak kısır bir tartışmanın içine girmek istemiyorum. Daha önce de dediğim gibi sadece -12V ile tetikleme kısmına odaklanalım.

Z neden -12V ile tetikleme yaptın? Ayrıca mosfeti on konumuna getirmek için süreyi kısaltmak adına önerdiğin yöntemi de uyguladın mı?

[mihri]

Z zahmet olmazsa ecvap yazabilir misin?

[z]

Z neden -12V ile tetikleme yaptın? Ayrıca mosfeti on konumuna getirmek için süreyi kısaltmak adına önerdiğin yöntemi de uyguladın mı?

1. SMPS çalışmalarımda, mos sürücülerin kolay bulunamadığı dönemlerde mosları (geytleri ) trafo ile sürüyordum. Bu haliyle geyt voltajlarım otomatik olarak negatif değerler alıyordu. Trafodan gelen sinyali Direnç, Diyod ve Kapasitör devresi üzerinden geyte uygulayarak 0 ofsetimi kaydıracak düzenlemeler de yapıyordum. Bu sürüm şeklinde geyt ve drain voltajlarını izlerken geyt voltajının pozitiften negatife giderken scopta Drain voltajının daha yüksek hızla tırmandığını çok rahat gözlüyordum. (Daha önce de yazdığım gibi bu çok normal bir davranış)

2. Gene mos sürücülerin pahalı ve kolay bulunmadığı dönemlerde motor sürücü yapmak için geytleri trafo ile sürmem
o dönem için uygun seçimdi. Ancak bildiğiniz gibi trafo ile anahtarlama elemanlarını sürerken dutynin dar bir aralıkta kalması gerekir. (Çünkü transformatöre dilediğiniz duty oranında voltaj uygulayamazsınız. Seçtiğiniz duty civarında dar bir aralıkta çalışacak trafo tasarımı yaparsınız.)

Halbuki motor sürücülerde anahtarlama elemanları nerede ise %0 ..%100 aralığında duty ile sürülür

Durum böyle olunca ve mos sürücü kullanamadığımdan çözümü PWM sinyallerini 20Mhz lik clock ile AND leyip pals katarı elde etmekte buldum. Böylece mini minnacık bir trafo ile 20Mhz lik katarı sekonder tarafına aktarıyor bu pals trenini diyodla doğrultup geytlere uyguluyordum. MOS, pals treninin ilk 3 katarında iletime geçiyordu.

Ancak pals katarı ortadan kalktığında şarj olmuş geyt voltajı aniden yok olmuyordu.
Bunu da tüm mosları aynı anda kesime sokan çok sekonderli (her mos için bir sekonder) trafo satrımıyla hallettim.
Bu trafoyu enerjilediğimde sekonderde oluşan voltajla bir transistör iletime geçiyor ve mosların geyt source kapasitesinde depolanmış şarjları aniden yok ediyordu. O tarihlerde PWM çok lüks bir donanımdı ve parmakla sayılabilecek ve zor bulunan denetleyicilerde bulunuyordu. PWM blokları da dahil tüm geyt sinyallerini (pals treninin) CPLD ile oluşturuyor ve CPLD yi işlemcime bus üzerinden bağlıyordum.

Bu çalışmaları yaparken scop elim ayağımdı.

Önerim;  besleme voltajını ayarlayabileceğin akım sınırlaması getirebileceğin bir deney seti oluşturup bu deney seti ile bahsettiğin akım ve frekanslarda pratik yapmak ve iyi bir skopla geyt voltajı ile drain voltajını gözlemlemek.

Bahsettiğin akım çok yüksek, frekansın da. Sürekli mos yakarak cebini incitmemek adına dikkatli olmak zorundasın.

Negatif geyt voltajı moslarının hızlıca kesime açısından tercih edilir. Negatif geyt voltajlı uygulamaları nadiren görürüz.
Bunun sebebi zahmetli oluşu. Mos sürücüler genellikle 20v max voltaja sahiptir ve bunun altında çalıştırılır. Bu yüzden +/-18volt gibi geyt sürme volajına sahip tasarımlarla kolay kolay karşılaşmazsın.

Eğer sürücüyü 18v ile çalıştırır, geyt on seviyesini +15v, seçersen -3vu da kesim değeri için kullanabilirsin.

Bunun için sürücünün Gnd ye giden hattına 1 zener diyod ve 1 kapasitör bağlaman yeterli. Bu durumda Source bacağı Gnd ye değil Sürücünün Gnd sine gidiyor. Opto tipi MOS sürücülerin uygulama notlarında bahsettiğim sürüm tekniğini bulamazsan bira ara çizer ve foruma eklerim.

Edit: MOS için hazır opto sürücüleri negatif voltaj üretecek şekilde bahsettiğim zener + kapasitörlü ekletisi ile de sürdüm. Uygulamam yüksek voltaj ve akım uygulaması olmadığından sonradan gerek kalmadığı için normal yapıya çevirdim.

Son olarak kitaplardan hatırımda kalan bazı cümleleri aktarayım. IGBT ve MOS teknolojisindeki ilerlemeler kesim sürelerinin küçülmesine ve karmaşık gey sürücü ihtiyacının kalkmasına neden olmaktadır.

[OptimusPrime]

z
20MHz? trafo?
nedir bunun materyali???

[z]

27Mhz telsiz vericilerinden söktüğüm muhtelif nüveler.

[mihri]

Verdiğin cevap için teşekkürler. Aslında galvanik izolasyon nedeniyle negatif gate gerilimi uygulamış olabileceğini tahmin etmiştim. Son durumda -V ile mosfet sürmenin pek bir espirisi yok. 100-200KHZ tetiklemeler de -V gerilimlere gerek yok.

Aşağıdaki dokümanda 39. sayfada çok basit -15V ile sürmüş. Doküman asıl olarak soft switch tekniğini anlatıyor. Neden -15V ile sürmüş olabilir diye kafama takılmıştı. Devrede çok özellik yok, fantezi yapmış o zaman. Sende bir inceleyebilir misin belki farklı bir noktayı fark edersin.

http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-071499-192601/unrestricted/navetd.pdf

[pisayisi]

MEramınla alakalı sayfalarca süren bir tez çalışması bulup ilgilendiğin kısmı resim olarak dahi şuraya koyma zahmetinde bulunmuyorsun ya senin bu gate drive işi olmayacak gibi duruyo

Resim şu...



Bunun yaptığı sıradan bir gate drive entegresini simetrik +- besleme ile besleyip güç kaynağının ground noktasını fetin source ucuna bağlamak. Böyle bir besleme ne artılar getirir onlardan bahsedebilme cesaretini gösterememiş...

[mihri]

Böyle bir besleme ne artılar getirir onlardan bahsedebilme cesaretini gösterememiş...

Belkide gerek duymadı.

[z]

@Mihri
-V gate gerilimi kullanmadan sistemi kur çalıştır baktın mosların daha hızlı kesime götürülmesi ihtiyacı var o zaman basitce sürücüleri modifiye edersin olur biter.
Bence sen daha büyük sorunlar yaşayacaksın. Gate sürme işi projenin basit kısımlarından birisi kalacak.