MOSFET GATE DRIVE AKIMI

[apsis]

Merhaba,
Bazı markaların farklı serilerinden mosfet sipariş edeceğim. Özellikle infineoun IPB100N12S305 gibi optimos serileri üzerinde duruyorum. Mosfet sürücü kısmına geldiğimde takıldım.Daha önce ufak çapta uğraştığımdan gate akımı meselesini pek dikkate almadım. Bir çok sürücü mA civarında akım sağlıyor. Ben yukarıdaki mosfet için gate akım hesabı yaptığımda 6A (C*dV/dt) civarı , mesela ir2130'un tr zamanına fgöre hesapladığımda çok daha düşük değerler buluyorum. Hesabı yapaken sürücünün rise ve fall time'larına göre mi hesabı yapmam gerek.Bir yerlerde yanlışlık yaptığımı düşünüyorum. Sürücü seçebilmem için bu gate akımını belirlemem gerekli. Bu hususta nasıl bir yol izlemeliyim?

[apsis]

Güncel

[devrecii]

100khz kare dalga için gate 100ns sarj edelim.

(Gate ne kadar hızlı şarj-deşarj olursa o kadar iyi tabi bi değere kadar )

Gate 4nf olsun  4*10^-9 farad 

100ns de 0 dan 15v a  c*dv/dt (4^10-9)*(15*10^7)=0.6A tek pikte gereken akım

Gate girişe 15/0.6=25R  girişe 25R konulur.

Gate sarj süresi toplam zamana oranı 100khz =  10000ns /100ns =%1   

0.6A%1=0.006=6mA bir saniyede  toplam akım sarj +desarj =0.012a

Yani anlık 0.6A , bir saniyede  12ma Akıma  dayanabilmeli. 

Tabi kullancağın frekansa göre gate 1000ns de de sarj edebilirsin .
O zaman gate direnci büyür, gerekli akımlar azalır.

[sinus]

Burada 30 amperlik gate sürücüler var. Bunlar ne amaçla kullanılıyor acaba?

https://www.ozdisan.com/Product/Index/228?ids=9695;396802&groupids=9695&propids=396802&SearchText=gate%20driver

[devrecii]

Büyük ihtimalle gate driver bobinini sürmek için kullanılıyordur , çünkü bobinle sürüldüğü zaman daha fazla akım gerekiyor çok fazla kayıplar oluyor. Birde palalel bağlı mosfetleri sürmek için de kullanılabilir.

[apsis]

@iboibo cevabın için teşekkür ederim. Yalnız dediğin hesapları zaten yaptım. Kullanacağım mosfetlerde değerler örneğindeki gibi değil. Akımlar yüksek çıkıyor. IPB100N12S3-05'e göre bir hesapla ne çıktığını görürsün. Bir de bazı sürücülerde akımlar peak akım şeklinde yazmıyor.( ya da verilenler peak akım şeklinde mi?).

[devrecii]

Bu mosfetin datasheetinde cloumb olarak toplam 185nc demiş 10volt için yani 18.5nf eder bu hesapladığımızın nerdeyse 5 katı.


Sürücü entergre için için ir2183 diyelim.
https://www.infineon.com/dgdl/ir2183.pdf?fileId=5546d462533600a4015355c9490e16d1

(alttaki grafiklerde çıkış max amper var dolma boşalma farklı ,  supply voltaj düştükçe düşüyor)  10v için 1.2a   15v için 1.8A .

Daha fazlasını isteseniz de vermez çünkü entegre içindeki mosfetlerin bi iç direnci var.

Grafiğe göre:
ir 2183 ile gate i 10v da kaç ns de sarj edebilirz  max 1.2amp=185nC/z    yani 150ns. Peki 15v da  1.8amp=18.5*15/z = 150ns de sarj olur.

150ns bu ir2183 ve bu mosfet için güzel bi değer.

Çok yüksek frekansda mı süreceksiniz mu mosfeti , calışma frekansı nedir ?. Frekans düşükse bunlara gerek yok.

[apsis]

40-50 kHz'de çalışacağım

[devrecii]

Senin yukarıda verdiğin driver  çıkışlar zayıf  (200 mA / 420 mA) ama kullanabilirsin bu frekansda



irgpc50kd2 mesela bu igbtin gatei senin kullandığınla hemen hemen aynı 50khz de 160V ile sürdüğunde 35 dereceye ısınmış yani makul bi değer.

<çizim bi garip 50khz  50 derece de olabilir o zaman soğutucu kullanmadan kullanamazsın ısınır entegre   >

[apsis]

Karşılayacak sürücü olsun yeter. Zaten yurt dışından sipariş vereceğiz.
Hesabından 10V için 185nC'a göre 15V için 18.5'e göre hesaplamışsın. iki şekilde de 150ns bulmuşsun anlayamadım

[devrecii]

Genelde mosfet igbt datasheetlerinde gate charge için mosfetin ON durumuna gelmesi için minimum değer yazılır bu 9 -10 volt gibidir ama sürücülerde genellikle 15v ile sarj edilir o zaman Q değeri büyüyecek ,  ticari bi durum yani  verilen değeri 10 a bölüp 15 ile çarparsak reel Q değerini bulmuş oluruz.

Velhasıl
Size önerim  bu sürücü (ir2130) işinizi görür ama ısı problemi olabilir hem entege hem de mosfet için.    1.5A - 3A verebilecek bir sürücü şeçerseniz başınız ağrımaz. ST nin de driverleri var bi bakın derim.

[apsis]

Anladım. Zaten akımı sağlayamazsam mosfette kayıplar yaşarım. St'nin driverlarına baktım listemde var. Ir2130 sadece bir örnekti.
Teşekkür ederim.