MOSFETs aansturen

Teken even een schema van hoe je denkt dat het moet worden. Dan heb jij het gedoe met het uploaden van plaatjes (het is immers jou probleem) en kunnen wij makkelijk aangeven waar het fout gaat.

Ik snap je probleem nog niet helemaal. Dus het tekenen van de golfvormen er bij zal ook helpen.

Hierbij het plaatje

De truuk met de complementaire transistoren in emitter-follower configuratie werkt niet goed met mosfets.

De grap van de mosfet is dat je zelfs NOG minder dan de 0.2V saturatie-spanning overhoudt als je een redelijke mosfet hebt gekocht.

De grap van de "class D" versterker is dat je probeert geen spannings-verlies over je schakelelementen te krijgen door bijvoorbeeld mosfets te nemen.

Dus: Wat je moet doen is:

voor de bovenste mosfet neem je een P-fet. Die stuur je aan als de stuurspanning "hoog" is.
Voor de onderste mosfet neem je een N-FET. Die stuur je aan als de stuurspanning laag is.

In theorie zou je door de gate aan de voeding te hangen via een weerstand en een bipolair torretje om hem naar GND te trekken redelijk "in business" kunnen zijn. 't enige is dat het "uitzetten" van de mosfet te lang duurt. Die geleidt dan nog terwijl z'n broertje al aanstaat. Gevolg: zogenaamde Shoot-through: Beide mosfets geleiden en de stroom loopt enorm op. Mosfet kapot, einde verhaal. Daar zal je wat op moeten verzinnen.

Ik heb de onderdelen nog niet gekocht, ben alles eerst aan het simuleren en begrijpen. Maar de manier van aansturen die je beschreven hebt werkt niet bij mij. De output van de transistor komt wel op een mooie 0 - +24 of 0 - -24. Alleen ik krijg hele kleine piekjes uit mijn mosfets. Komt dit omdat ze beiden worden aangestuurd?

Deze configuratie doet mij denken aan de "dubbele emitter volger". Dat werkt met bipolaire transistoren.

Ik had een heel verhaal geschreven. Maar dat heb ik weer weggehaald. Het is een schoolvraag, dat was "voorzeggen" geweest.

Probeer eerst te begrijpen wat er gebeurt met deze schakeling. Niet gewoon de simulator aanzetten, maar zelf beredeneren. DAT moet je kunnen om uiteindelijk zelf een aanpassing op dit schema te maken dat het wel gaat werken.

STEL de uitgang van je stuur-signaal is -12V Wat gebeurt er nu? Wie gaat er geleiden wie niet, wat doet dat met de uitgangsspanning en wat doet dat met de VGS van de tor in questie?

In rust zijn zowel de gates als de uitgang in theorie 0V.
Bij een positive stuurpuls zal de bovenste FET gaan geleiden doordat de gate positief wordt t.o.v. de source=uitgang, de uitgang wordt nu 24V.
Doordat hierdoor ook de source hoog wordt zal de FET zichzelf direct weer uitschakelen.
De stuurspanning is immers maar 12V, dus de gate wordt nu negatief aangestuurd met 12-24= -12V.
Het piekje dat je ziet komt doordat er nog wat lading aanwezig is in de gate capaciteit.
Bij een negatieve stuurpuls geldt het omgekeerde verhaal.

Wil je een stabiele stuurspanning hebben dan zul je die moeten aanleggen ten opzichte van de beide sources, in jouw geval dus ten opzichte van de uitgang (voor je filter).

In jouw schema zou je dus moeten sturen met + en - 12V ten opzichte van de uitgang, dat is dus + en - 36V ten opzichte van de 0V.
Om te voorkomen dat je transistoren worden beschadigd zul je dan de Vgs moeten beperken tot de maximaal toegestane waardes.

Meestal worden in dit geval twee N-FETs gebruikt die worden gestuurd vanuit een gatedriver IC.
Die gatedriver levert vanuit een boostcondensatortje een positieve stuurspanning voor de high side FET terwijl de low side FET gewoon ten opzichte van de - wordt gestuurd.
http://www.google.nl/imgres?imgurl=http://circuits.datasheetdir.com/65…

Zoals b.v. in dit schema.
N-FETs hebben bovendien beter eigenschappen dan de P types.

Edit: @rew, ik had niet begrepen dat het een schoolvraag was.

@ Brainbox,

Dus als ik het goed begrijp zou ik voor het juist aansturen van de fets een driver o.i.d. moeten gebruiken? Die afbeelding die je hebt toegevoegd is zo'n driver neem ik aan, dan zal de PWM aan de ingang tussen V+ en GND zitten?

Ik wist niet dat dit geclassificeerd wordt als een schoolvraag terwijl dit niks met school te maken heeft. Probeer alleen te leren hoe ik fets goed moet aansturen.

Op 10 juni 2013 09:28:56 schreef Brainbox:
In rust zijn zowel de gates als de uitgang in theorie 0V.

Nope. Wat doet je stuursignaal "in rust"? Als de uitgang "0V" moet zijn?

Bij een positive stuurpuls zal de bovenste FET gaan geleiden doordat de gate positief wordt t.o.v. de source=uitgang, de uitgang wordt nu 24V.

Doordat hierdoor ook de source hoog wordt zal de FET zichzelf direct weer uitschakelen.
De stuurspanning is immers maar 12V, dus de gate wordt nu negatief aangestuurd met 12-24= -12V.

Nee. Jij gaat er van uit dat ie "ineens" helemaal gaat geleiden en de uitgang Onmiddelijk naar de 24V gaat. Dat is niet zo. Als je voldoende "nauwkeurig" kijkt (i.e. des noods met pico-seconde resolutie), zal de spanning op de uitgang maar langzaam stijgen. Het geleiden stopt.... wanneer?

Het piekje dat je ziet komt doordat er nog wat lading aanwezig is in de gate capaciteit.

Ik begin te vermoeden dat het piekje een artefact van je simulatieprogramma is.

Meestal worden in dit geval twee N-FETs gebruikt die worden gestuurd vanuit een gatedriver IC.
Die gatedriver levert vanuit een boostcondensatortje een positieve stuurspanning voor de high side FET terwijl de low side FET gewoon ten opzichte van de - wordt gestuurd.
http://www.google.nl/imgres?imgurl=http://circuits.datasheetdir.com/65…

Zoals b.v. in dit schema.
N-FETs hebben bovendien beter eigenschappen dan de P types.

Edit: @rew, ik had niet begrepen dat het een schoolvraag was.

Oh. Ik had dat "onthouden" want toen ik het nodig had, kon ik het weer nergens vinden. Het staat ergens in beeld als je een topic leest, maar het gaat weg als je aan het beantwoorden bent.

Anyway, zo leer je ook nog eens wat.

Met rust bedoel ik niet de situatie dat de uitgang van de FETs 0V moet zijn, maar een initieele startsituatie waarbij de uitgang van de opamp nog 0V is, hoe zou de schakeling dan reageren als er een puls van 12 volt op de gate verschijnt?.
Omdat die 0V in de praktijk vaak niet het geval zal zijn had ik ook vermeld dat dit een theoretische situatie betrof.
Het ging mij er om aan te tonen dat een spanningsstijging aan de uitgang een tegenkoppeling veroorzaakt die de oorzaak van zijn ontstaan tegen werkt en je dus niet kan volstaan enkel met een sturing van ± 12V.

Zouden jullie mij niet een voorbeeld kunnen laten zien of wat? Ik heb nogal moeite om precies alles te begrijpen.

Als je uitgangssignaal "0V" moet zijn, zal je stuursignaal niet "0V" zijn, maar eerder een 50% PWM.

Ik zou een LM5109 mosfet driver pakken, en dan twee mosfets als de NTD5867NLT4G (bij farnell: http://nl.farnell.com/on-semiconductor/ntd5867nlt4g/mosfet-n-ch-w-diod…)

De LM verwacht wel een digitaal signaal (i.e. 0V / 5V niet -12, +12), En ik weet niet of die zelf "dead time" voor je regelt. Anders moet je een duurdere driver uitzoeken.