Inrush Current Limiting ( P Mosfet)

[asma]

asma,Mosu N kanal ile karıştırmışsın sanırım.
Pmos,Gate voltajı yükseldikçe doyum azalır.Tam tersi durum.

Niye karışsın ki , belki kısa yazayım diye tam anlatamadım.
Besleme 12V iken VGS(th) değeri yeterli olmayacağını , gerilim bölücü dirençlerin oranını (R2/R1) değişmesi gerektiğini , örnek vererek anlatmaya çalıştım.

Merhaba @ibocakir .

Giriş Voltajı yüksek olunca,oradaki zenerin sızdırma noktasını aştığında R1 Gate boşaltma direnci
iptal olur.Dolayısı ile R1 R2 düğümündeki Akım,Zener taşması nedeniyle fazla olacağı için
R2'yi iptal eder ve Pmos gate'ni boşaltır ve Pmos kesilir.

C1'in Soft Start yapacak hali yokki.Zaten R1 ile Paralel.Kapasitenin hızı Dirençten Daha
hızlıdır.Bu hız,Kapasite Doyana kadar.Doyduktan Sonra pasif olur, Paralel bağlı kapasite
gibi davranır.
Bu minvalde,Devre çalışırken hat üzerinde olabilecek gürültüler,parazitler hoplama zıplama vs
Kapasite tarafından soğrulur.Aksi halde Hat üzerinde olabilecek muhtelif gürültüler Mos gate'inde görülürdü.



C2 nasıl Soft Start yapıyor...
Dikkat ederseniz Kapasitenin bir bacağı Mos çıkışını izlerken,diğer bacağı Şaseye karşı bir direnç R2 ile Gate bağlı.
Devreye ilk enerji uygulandığında Gate hattı R2 ile Sıfıra çekilmiş vaziyette.
Bu,Kapasitenin bu bacağının ilk anda sıfır olduğunu belli eder.
Mos iletime geçmeye başladığında Mos çıkışındaki gerilim bu kapasiteyi kutuplar.Doğal olarak
bir bacağı bir direnç ile Şaseye bağlı olan kapasitenin bu bacağında,kapasite doyana kadar potansiyel bir gerilim farkı oluşur.Bu Fark,R2 ile Gate uygulanan Şase hattına küçük bir eğim uygular.Bu sayede Gate doyumu küçük bir eğime maruz kalır.Gate lineer bölgeyi geçince tam iletimde olur C2'de pasif hale gelir.



Acaba benmi yanlış görüyorum sizlermi.Yorumları N mos'a göre yapıyorsunuz gibi geliyor.
PMos olunca her şeyi tam tersi yorumlamak gerekli.

Bu mesaj bana değil ama 'her şey tam tersi yorumlanmış' olduğunu görünce yazmak istedim.

Giriş voltajı yüksek olunca öyle şeyler olmaz , Pmos kesime gitmez.

C1 Soft start içindir diğer adı inrush current limiting devresindeki ilk an davranışıyla mos u yavaş iletime geçirir.
Zener voltajına ulaşınca Vgs sabit kalır ve olası oynamaları da bastırır. Sonuç , girişteki dalgalanmalar R2 de görülür. R1 gerilimi sabit oldukça Pmos un iletimi değişmez , girişteki dalgalanmaları aynen aktarır.

C2 soft start yapamaz. Çıkıştaki dalgalanmayı geyt e taşıyıp negatif geri besleme yapıyor olsa ki olmaz. Fayda sağlayacak bir durumu göremedim. Onun için yorumlayamamıştım.

Bu kadar zıt yorumlar Pmos kullanıldığı için ise Ben Vgs VR1 yazınca siz GND ye göre direnç düğüm noktasınındaki potansiyeli mi anlıyorsunuz bilemedim. Potansiyel fark iki nokta arasındadır , bir noktanın potansiyeli aksi belirtilmedikçe GND referans alınarak şaseye göre alınır.
Bu devrede gate voltajı azalır , artar yazılırsa anlam kargaşası olabilir. Ama VGS(th) gibi bir ifade devreden bağımsız , P veya N tipi olmasından etkilenmeden kullanılır.
Bu arada ilk mesajımda Vth yazmıştım , tam ifade Vgs(th) olabilirdi. Bu kadar yanlış yorum geleceğini öngöremedim.

Kolay gelsin.

[JOKERAS]

asma, O devreden R1,C1,C2,Zener,hepsini sök at.
Sadece R2 kalsın.PMosun Gate'ini Şaseye R2 ile çekmiş olursun ve Mos iletimde olur.
Load Switch,Bildiğin anahtar yapısı.

Şimdi sadece R2 yetiyorsa diğer malzemeler neden koyulmuş.
Mos gate'ini,eğer Soft start yumuşak geçiş isteniyorsa Mos Gate'ini boşaltmak icab eder.
Çünkü R2,Mosu sürekli iletimde tutar.
Pmosun Gate'ini boşaltmak demek Pozitif yük ile doyurmaktır.Bunun için R1 koyulmuş.
C1'in Soft Start yapması imkan dışı.Yorumlarken C1'in Gate bağlı noktasını düşünmek gerekir.
C1 Devreye ilk enerji geldiğinde anında iletimdedir,dirençten daha hızlı,Bu direkt olarak Gate'i Pozitif ile doyurur.Bu o an Pmosun kesimde olması gerektiğindendir.R2 Kondansatörü kutupladıkça Poatnsiyeli eşitlenir ve R1 devreye girer.C1 artık pasif konuma düşer.
Dikkat edersen zaten R1 ile Paralel.
Sürülen Mosun çıkışı C2'yi kutuplar,değeri küçük olması yanıltır.C2'nin değerini büyütüp durumu görmek gerekir.Aslında pek önemide yoktur.

Similasyon aldatır,gerçek devre kurup Scopla bak C2 ne işe yarıyormuş gör derim.

Bir iki Şema buldum.Daha bir sürü de var,bir çoğu da aynı mantık.

[asma]

Şimdi sadece R2 yetiyorsa diğer malzemeler neden koyulmuş.
Mos gate'ini,eğer Soft start yumuşak geçiş isteniyorsa Mos Gate'ini boşaltmak icab eder.
Çünkü R2,Mosu sürekli iletimde tutar.
Pmosun Gate'ini boşaltmak demek Pozitif yük ile doyurmaktır.Bunun için R1 koyulmuş.
C1'in Soft Start yapması imkan dışı.Yorumlarken C1'in Gate bağlı noktasını düşünmek gerekir.
C1 Devreye ilk enerji geldiğinde anında iletimdedir,dirençten daha hızlı,Bu direkt olarak Gate'i Pozitif ile doyurur.Bu o an Pmosun kesimde olması gerektiğindendir.R2 Kondansatörü kutupladıkça Poatnsiyeli eşitlenir ve R1 devreye girer.C1 artık pasif konuma düşer.
Dikkat edersen zaten R1 ile Paralel.

Aynı devreyi nasıl farklı yorumluyoruz çözemedim.
C2 için yorum yapmıyorum, yalnızca aklıma yatmadı diyelim.

Devreye ilk enerji verildiğinde C1 voltajı 0 dan başlayıp yükselir.
Mos o anda kesimdedir ve Vgs(th) değerini geçerken lineer bölgede iletime geçer. Çok kısa süre sonra tamamen iletime geçer ve öyle kalır.
Ve senin dediğin gibi C1 artık pasif kalır.
İstenende bu değil mi? Rds sonsuzdan sıfıra (Rds(on) değerine) 1sn de ulaşsın. Benim Devrem deki giriş kondansatörleri ilk anda yüksek akım çekemesin.
Zaten 12-60V enerji hattımız var (rüzgar veya güneş enerjisi gibi bazen 0 a iniyor) Bu hatta şarj, DC-DC, aydınlatma gibi Pek çok yük bağlıyorum. Gerek enerjinin 0 a inmesi, gerek yüklerden biri veya bir kaçı devreden ayrılıp tekrar bağlanması durumunda (ki bu devre her bir devrenin girişine eklenecek) o an için işe yarıyacak.

Ben de şöyle mi anlatayım.
R1, Zener ve C2 yi sök. Yalnız R2 ve C1 kalsın. Besleme 12V olsun.
100K ve 100uF kullanırsan scop istemez, voltmetre ile izlersin çıkışı.

Kolay gelsin.

[JOKERAS]

VGS TH dediğin minicik bir aralık.Dışarıdan Kapasite dolumu ile kontrolsüz şekilde
Th eşiğini geçersen bu Soft Start olmazki.Sadece Mosun doyuma geçme zamanını geciktirmiş olursun.
Bu,Sadece Tırnak boyu kadar bir fark oluşturur.


Halbuki çıkışı izleyip Kapasite dolumu ile Feedback alıp gate'i kontrol edersen Lineer Bölgeyi geçişin daha yavaş ve kararlı olur.Çünkü çıkışı takip ederek gate'i kontrol etmiş oluyorsun.Kapalı döngü gibi bir şey.Çıkış izleyip,çıkışın durumuna göre Gate kontolünü bük.Gate Kontrolünü homojen et.

Neyse,Ben böyle olduğunu düşünüyorum.

Kal sağlıcakla.

[bymrz]

asma, O devreden R1,C1,C2,Zener,hepsini sök at.
Sadece R2 kalsın.PMosun Gate'ini Şaseye R2 ile çekmiş olursun ve Mos iletimde olur.
Load Switch,Bildiğin anahtar yapısı.

Hocam yanlışsam düzeltintin fakat bildiğim kadarı ile Vgate gerilimi ifade edilirken Gate ile Source arasındaki gerilimden bahsedilir. Yani PNP transistör gibi düşünürsek V(BE) gerilimi... (NPN) in tam tersi.
Bu durumda P Fet kullandığımızda sizin dediğiniz gibi sadece R2 yi bağlayacak olursak Gate'e Vg(max) ' dan daha yüksek bir gerilim vermiş oluruz(-60V) ve feti bozarız. Yani Gate uyguladığımız gerilim, GND'ye göre değil; Source ucundaki gerilime göre(tersi) olarak hesaplanır. Yanlışsam da düzeltin lütfen.


C1 ve C2 kapasitörüne gelince, devrede soft startı sağlayan kesinlikle C1 kapasitörü. LT Spice ve gerçekte uygulayarak Scope ile de gözlemledim.

Fakat ne hikmettir ki internette bazı kaynaklarda aynen sizin gösterdiğiniz gibi Gate-Drain arasına bağlanan kapasitörle yapılan devreler var. Ve ben de bunu anlamaya çalıştığım için burada sizlere sordum...

Bu arada benim verdiğim R1/R2 oranında ufak bi sorun olabilir. Bazı mosfetlerde Vg(th) değeri yüksek olduğunda ve besleme 12V'a düştüğünde iletime geçmeyebilir, onu düzeltiriz fakat diğer konular kafamda netleşmedi...



Bulduğum bu uygulama notunu inceleyip beraber yorumlayabilir miyiz...

https://www.analogpowerinc.com/app_notes/Inrush_2016_R2.pdf

[bymrz]

Bu arada, şimdi yaptığım bir denemeden sonra aklıma gelen şey, başıma geldi

Eğer ki besleme gerilimi aşağılara düşerse, bir noktada Vgs gerilimi lineer bölgede kalıyor ve akım arttığında (kayıplardan dolayı) mosfetden dumanlar tütmeye başlıyor. Yani devrede bir de UVLO özelliği olması gerekiyor.

Bu durumda da, @ibocakir hocamın bahsettiği gibi tüm bu özellikleri içerisinde barındıra hazır IC ler kullanmak. O zaman da maliyet ve alan yine artıyor.

Benim istediğim sadece ilk enerjilenme esnasında inrush current'ı azaltmak. Devre enerjilendikten sonra parazit vs sorunlarım yok yani... 

[asma]

İlk mesajımda sorundan ve çözümünden bahsetmiştim.

Ayrıca R2 yerine sabit akım kaynağı kullanabilirsiniz. Bu da farklı voltajda farklı zaman gecikmesini önler. 12-60V arası istediğiniz gibi çalışır.
1mA için R1 10K seçilir. (zener bile fazlalık hisseder kendini)
Kolay gelsin.

[JOKERAS]

bymrz,sadece R2 kalsın dediğim nokta Mosu iletime sokmak için,örnek olsun diye anlatım içindi.

C1 ve C2 mevzusu.Belki Soft start için Lineer bölgede fazla beklenilmemesi gerektiği durumlar için
C1, biraz daha fazla beklemek için ise C2 şeklinde olabilir bilmiyorum.
Aslında bu kapasiteleri şu açıdan düşünürsek daha mantıklı olur sanırım.Hani Mosfetlerde vardırya
Sanal Jonksiyon kapasiteleri, bir açıdan bakıldığında bu sanal kapasitelerin değerleri arttırılarak Mosun iletim eşiği genişletilemeye çalışılmış gibi de düşünülebilinir.

C2 kapasite değerini arttırıp Çıkışı izle bakalım bir fark varmı?Bu değer arttıkça Eğimin daha da artması gerekir.

Sadece bir Filitre bobini ekleyerek bu İnrush Akımından kurtulmak daha kolay olur diye düşünüyorum.DC çalışan Tüm Sitemlerde olmazsa olmazdır bu tip Filitre Bobinleri.Hem gürültülere
hemde bu tip ani akım asılmalarında bayağı etkili olur.Bir araba devrelerine bakarsan her noktada mutlaka bu filitre bobinleri vardır.
Yüklerin Artı ve eksi hatlarına Selonid şeklinde olan piyasada bolca bulunan ucuz malzemeler.
Bence bir dene.Load Switch devrelerinden daha ucuza mal olur herhalde.