Cách xác định tần số PWM tối đa cho bóng bán dẫn (2SK2554)

Làm cách nào tôi có thể xác định (ước tính) tần số PWM hợp lý tối đa cho bóng bán dẫn 2SK2554?

Tôi tìm thấy thời gian trong biểu dữ liệu :

Tôi có thể ước tính tần số từ mức này (và đảm bảo rằng tất cả các khoảng thời gian này ngắn hơn 20-50 lần so với chiều dài chu kỳ PWM của tôi hoặc đại loại như thế. Nhưng tôi có VSS nằm trong khoảng 4-5V, dòng điện tối đa của tôi là 10A.

Tôi đang hỏi bởi vì hiện tại tôi có PWM chậm (~ 1kHz), nhưng muốn biết mức độ nhanh của tôi có thể nhanh như thế nào mà không mất quá nhiều năng lượng trong khi chuyển đổi.

Tải của tôi là pin chì-axit lớn (sạc) hoặc điện trở (xả).

Cho đến nay - tôi đã thực hiện mô phỏng với bóng bán dẫn tương tự, nhỏ hơn một chút (2SK2553) vì không có 2SK2554 trong Multisim của tôi.

Đây là biểu đồ cho Vss = 4V.

Bao nhiêu thời gian (ví dụ như phần trăm) thời gian chuyển đổi của tôi có thể mất từ ​​thời gian chu kỳ PWM?

Yếu tố chính quyết định tốc độ chuyển mạch không chỉ là bản thân MOSFET mà là mạch mà bạn có dây.

$V_{th}$

Vì vậy, về cơ bản, nó sôi sục đến mức bạn có thể sạc và xả tụ điện đó nhanh như thế nào .

Tụ điện càng mất nhiều thời gian để sạc hoặc xả thì thiết bị sẽ mất nhiều thời gian hơn để chuyển đổi và càng nhiều năng lượng sẽ bị tiêu tán trong suốt thời gian chuyển mạch đó.

Có một tài liệu PDF rất hay từ International Rectifier giới thiệu cho bạn những điều cơ bản về MOSFET . Phần đầu "Phí cổng" là một bài đọc tốt cho vấn đề này.

$\tau=R \times C$$100 × 7.7e-9 = 770ns$

Giả sử bạn có 8 bit PWM, đó là 256 giá trị có thể, do đó bạn cần tối thiểu tuyệt đối 770ns * 256 lát thời gian để chuyển đổi, là 197.120, hoặc tần số tối đa tuyệt đối là 5073Hz. Tôi sẽ giới hạn nó xuống một nửa để đảm bảo tối thiểu một lát ổ đĩa cấp độ giữa bật và tắt.

Tất nhiên, đó chỉ là một giá trị thô. Nếu bạn đọc qua bản PDF đó và so sánh nó với các giá trị trong biểu dữ liệu, bạn có thể đưa ra các giá trị chính xác hơn.

Khi một bước chạm vào cổng mosfet, có một chút chậm trễ trước khi mos hoàn toàn bật. Điều này phải được tính đến nếu bạn không muốn kết thúc với một MOS dành phần lớn thời gian để bật (tắt) thay vì (không) tiến hành ở trạng thái lý tưởng của nó, tức là "bật hoàn toàn" và "tắt hoàn toàn" .

Khi các bước đến có hai điều xảy ra: công suất nguồn cổng phải tính phí và vùng đảo ngược phải hình thành bên dưới cổng. Có một loại độ trễ "chết", nghĩa là không có gì xảy ra, cả bật và tắt, vì khi điện tích trên cổng ở dưới hoặc trên một ngưỡng nhất định, không có dòng điện nào (hoặc tất cả dòng điện có thể) có thể chảy: độ trễ đó là thời gian trễ.

Thời gian tăng và giảm tính đến thời gian hiện tại cần để đạt đến giá trị tối đa của nó, hoặc bằng không, như thể bạn đang đi dọc theo các đặc điểm mos trong khu vực tuyến tính (triode).

Trong khi thời gian trễ có lẽ không đổi, thì thời gian tăng và giảm phụ thuộc rất nhiều vào điện áp cổng:

• bật, điện áp cổng mục tiêu càng cao , thời gian tăng càng thấp
• tắt, điện áp cổng bắt đầu càng thấp, thời gian rơi càng thấp

$V_{GS}$

Về thời gian của bạn, tôi sẽ bắt đầu tổng hợp độ trễ và thời gian tăng (giảm) cho mỗi lần chuyển đổi:

$t_{ON}+t_{OFF}=2580ns$

1% dù sao cũng là một giới hạn khá bảo thủ, điều đó có nghĩa là sóng thực sự trông giống sóng vuông nếu bạn nhìn thấy nó qua một phạm vi. Bạn có thể có thể cao hơn một chút và an toàn, tức là bạn không tiêu tan nhiều.