Полумостовой ключевой каскад для низковольтных схем.

В электронике довольно широко распространены различные полумостовые и мостовые схемы ключевых каскадов. Они используются в блоках питания, в преобразователях напряжения, в устройствах управления электродвигателями и во многих других местах.

Как правило организация всех этих каскадов довольно прозаична. В роли мощных ключей выступают полевые транзисторы MOSFET, для управления ключами используются специальные драйверы.

Представленная ниже схема тоже легко могла быть собрана на специальном драйвере (если быть совсем точным - на двойном драйвере нижнего плеча, типа IR4427), однако, вместо этого мы будем использовать собранные по ранее выложенным на сайте изысканиям самодельные драйвера (таким образом вся конструкция целиком может быть собрана из говна и палок из того, что есть под рукой).

Итак, ниже представлена схема мощного полумостового ключевого каскада:

схема мощного полумостового ключевого каскада для низковольтных схем

R1=R2=R3=R4=20 кОм

Driver - самодельные драйвера (ссылка на схему этих драйверов приведена выше)

T1 - мощный P-канальный MOSFET (я взял FR5505)

T2 - мощный N-канальный MOSFET (я взял FR024N)

Главную роль, как вы понимаете, здесь играют наши самодельные драйвера, которые и позволяют независимо рулить каждым из мосфетов, однако помимо драйверов есть у полевиков и ещё кое-какая обвязка, о которой мы сейчас и поговорим.

Резисторы R3, R4 предназначены для того, чтобы перевести выходные транзисторы в закрытое состояние при отсутствии сигнала управления от драйвера (например, если возникнет какой-то неконтакт, или драйвер окажется неподключен). Это необходимо сделать, поскольку, при наличии управления на другом канале и случайном открытии неподключенного транзистора, может возникнуть ситуация, когда оба выходных ключа окажутся открыты, то есть КЗ.

Резисторы R1, R2 и джамперы JP1, JP2, JP3 позволяют организовать три различных режима управления схемой:

1. Замкнуты джамперы JP1 и JP3. В этом случае каналы управляются независимо друг от друга. Причём вход драйвера верхнего плеча подтянут резистором R2 к GND, что обеспечивает уровень Vcc на выходе драйвера при отсутствии сигнала на входе. Вход драйвера нижнего плеча подтянут резистором R1 к Vcc, что обеспечивает уровень GND на выходе драйвера при отсутствии сигнала на входе. Всё это нужно для того, чтобы управляемые драйверами транзисторы при обрыве соответствующих управляющих сигналов переходили в закрытое состояние.

2. Замкнуты джамперы JP1 и JP2. В этом случае оба управляющих канала соединены друг с другом и подтянуты резистором R2 к GND, что обеспечивает уровень Vcc на выходах обоих драйверов (то есть MOSFET верхнего плеча будет закрыт, а MOSFET нижнего плеча открыт) при пропадании сигнала управления.

3. Замкнуты джамперы JP2 и JP3. В этом случае оба управляющих канала также соединены друг с другом, но подтянуты резистором R1 к Vcc, что обеспечивает уровень GND на выходах обоих драйверов (то есть MOSFET верхнего плеча будет открыт, а MOSFET нижнего плеча закрыт) при пропадании сигнала управления.

Тут есть один маленький нюанс. Если мы используем в нашей схеме одинаковые драйвера и подаём на них одинаковые сигналы, то и выходные транзисторы начнут переключаться одновременно. А это чревато сквозными токами и коротким замыканием. Поэтому без дополнительных танцев с бубном вокруг драйверов, использовать два последних режима (когда объединяются входы) ни в коем случае нельзя.

Собранное устройство выглядит вот так:

внешний вид мощного полумостового ключевого каскада для низковольтных схем

Разводка как всегда под SMD, платы драйверов установлены в специальные разъёмы, вертикально относительно основной платы. Это делает всю конструкцию компактной и позволяет запихнуть её, например, в корпус от старой советской релюхи. На отходящие от плат драйверов усы не обращайте внимания, - это выводы для тестов.

Скачать разводку (DipTrace 2.3)

Ниже приведена осциллограмма работы (снималась при объединённых входах, ...пришлось таки брать в руки бубен):

осциллограмма работы мощного полумостового ключевого каскада для низковольтных схем

radiohlam.ruразноесхемы и статьи

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

Обсудить эту статью на форуме

 
Rambler's Top100 © 2009 - Материалы сайта охраняются законом об авторском праве