컴플렉스를 사용하지 않고 H- 브리지 드라이버 회로를 쉽게 구현할 수있는 방법이 있는지 궁금하다면 부트 스트랩 단계에서 다음 아이디어가 쿼리를 정확하게 해결합니다.

이 기사에서는 고효율 드라이버 회로를 만드는 데 사용할 수있는 P 채널 및 N 채널 MOSFET을 사용하여 범용 풀 브리지 또는 H 브리지 MOSFET 드라이버 회로를 구축하는 방법을 배웁니다. 모터 , 인버터 및 다양한 전력 변환기.

이 아이디어는 복잡한 부트 스트랩 네트워크에 반드시 의존하는 표준 4N 채널 H- 브리지 드라이버 토폴로지를 배제합니다.

표준 N 채널 풀 브리지 설계의 장단점

시스템의 4 개 장치 모두에 대해 N 채널 MOSFET을 통합하면 풀 브리지 MOSFET 드라이버를 가장 잘 얻을 수 있습니다. 가장 큰 장점은 전력 전송 및 열 방출 측면에서 이러한 시스템이 제공하는 높은 수준의 효율성입니다.

이것은 N 채널 MOSFET 드레인 소스 단자에 최소 RDSon 저항으로 지정되어 전류에 대한 저항을 최소화하여 열 방출을 줄이고 장치의 히트 싱크를 줄일 수 있습니다.

그러나 설계에 연결된 다이오드 / 커패시터 부트 스트랩 네트워크 없이는 모든 4 채널 장치가 중앙 부하를 수행하고 작동 할 수 없기 때문에 위의 구현은 쉽지 않습니다.

부트 스트래핑 네트워크에는 시스템이 올바르게 작동하는지 확인하기 위해 몇 가지 계산과 복잡한 구성 요소 배치가 필요합니다. 이것은 4 채널 MOSFET 기반 H- 브리지 토폴로지의 주요 단점으로 보이며 일반 사용자는 구성 및 구현이 어렵다고 생각합니다.

대체 접근법

고효율을 약속하면서도 복잡한 부트 스트랩을 제거하는 쉽고 보편적 인 H- 브리지 드라이버 모듈을 만드는 다른 접근 방식은 두 개의 하이 사이드 N- 채널 MOSFET을 제거하고 P- 채널 대응 부품을 대체하는 것입니다.

그렇게 쉽고 효과적이라면 왜 표준 권장 디자인이 아닌지 궁금 할 수 있습니다. 답은 접근 방식이 더 간단 해 보이지만 P 및 N 채널 MOSFET 콤보를 사용하는 이러한 유형의 풀 브리지 구성에서 효율성을 저하시킬 수있는 몇 가지 단점이 있습니다.

첫째, P 채널 MOSFET은 일반적으로 더 높은 RDSon 저항 N- 채널 MOSFET과 비교하여 정격이 낮아 장치에서 열이 고르지 않게 분산되고 예측할 수없는 출력 결과가 발생할 수 있습니다. 두 번째 위험은 장치에 즉각적인 손상을 줄 수있는 슛 스루 현상 일 수 있습니다.

즉, 다이 키 부트 스트랩 회로를 설계하는 것보다 위의 두 가지 장애물을 처리하는 것이 훨씬 쉽습니다.

위의 두 가지 문제는 다음을 통해 제거 할 수 있습니다.

RDSon 사양이 가장 낮은 P- 채널 MOSFET을 선택합니다. 이는 보완적인 N- 채널 장치의 RDSon 정격과 거의 동일 할 수 있습니다. 예를 들어 제안 된 설계에서 IRF4905가 0.02 Ohms의 매우 낮은 RDSon 저항으로 정격 화 된 P 채널 MOSFET에 사용되는 것을 찾을 수 있습니다.
적절한 버퍼 단계를 추가하고 신뢰할 수있는 디지털 소스의 오실레이터 신호를 사용하여 슛 스루에 대응합니다.

쉬운 범용 H- 브리지 MOSFET 드라이버

다음 이미지는 P- 채널 / N- 채널 기반 범용 H- 브리지 MOSFET 드라이버 회로를 보여줍니다. 이는 최소한의 위험으로 최대 효율을 제공하도록 설계된 것으로 보입니다.

작동 원리

위의 H- 브리지 설계 작업은 거의 기본입니다. 이 아이디어는 저전력 DC를 메인 레벨 AC로 효율적으로 변환하기위한 인버터 애플리케이션에 가장 적합합니다.

12V 전원은 인버터 애플리케이션을위한 배터리 또는 태양 광 패널과 같은 원하는 전원에서 공급됩니다.

전원은 4700uF 필터 커패시터를 사용하고 22ohm 전류 제한 저항과 추가 안정화를 위해 12V 제너를 통해 적절하게 조절됩니다.

안정화 된 DC는 발진기 회로에 전원을 공급하는 데 사용되어 작동이 인버터의 전환 과도 현상에 영향을받지 않도록합니다.

오실레이터의 대체 클록 출력은 메인 MOSFET 스테이지를 정밀하게 구동하기위한 버퍼 / 인버터 스테이지로 배치 된 표준 소 신호 BC547 트랜지스터 인 Q1, Q2 BJT의베이스에 공급됩니다.

기본적으로 BC547 트랜지스터는 각각의 기본 저항 분배기 전위를 통해 스위치 ON 상태에 있습니다.

이는 발진기 신호가없는 유휴 상태에서 P 채널 MOSFET은 항상 ON으로 전환되는 반면 N 채널 MOSFET은 항상 OFF 상태에 있음을 의미합니다. 이 상황에서 변압기 1 차 권선 인 중앙의 부하는 전원이 공급되지 않고 꺼진 상태로 유지됩니다.

클럭 신호가 표시된 지점에 공급되면 클럭 펄스의 음의 신호가 실제로 100uF 커패시터를 통해 BC547 트랜지스터의 기본 전압을 접지합니다.

이것은 번갈아 발생하여 H- 브리지의 암 중 하나에서 N- 채널 MOSFET이 켜집니다. 이제 브리지의 다른 암에있는 P 채널 MOSFET이 이미 켜져 있기 때문에 대각선 측면에서 하나의 P 채널 MOSFET과 하나의 N 채널 MOSFET을 동시에 켜서 공급 전압이 이들을 통해 흐르게합니다. MOSFET 및 변압기의 1 차 방향.

두 번째 대체 클록 신호의 경우 동일한 동작이 반복되지만 브리지의 다른 대각선 암에 대해 전원이 변압기 1 차측을 통해 다른 방향으로 흐르도록합니다.

스위칭 패턴은 다음 그림과 같이 표준 H- 브리지와 정확히 유사합니다.