హెచ్-బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్లో పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌లను అమలు చేయడం సులభం మరియు మనోహరంగా అనిపించవచ్చు, అయినప్పటికీ సరైన ప్రతిస్పందనను సాధించడానికి దీనికి కొన్ని కఠినమైన లెక్కలు మరియు పారామితులు అవసరం కావచ్చు.
P-channel MOSFET లు సాధారణంగా లోడ్ ఆన్ / ఆఫ్ స్విచ్చింగ్ కోసం అమలు చేయబడతాయి. తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్‌లు (హెచ్-బ్రిడ్జ్ నెట్‌వర్క్‌లు) మరియు నాన్-వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్స్ (బక్ కన్వర్టర్స్) వంటి అనువర్తనాలకు మరియు అధిక అనువర్తనంలో పి-ఛానల్ ఎంపికల సౌలభ్యం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. స్థలం క్లిష్టమైన పరిమితి.
పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ యొక్క ముఖ్య ప్రయోజనం హై సైడ్ స్విచ్ స్థానం చుట్టూ ఉన్న ఆర్థిక గేట్ డ్రైవింగ్ వ్యూహం మరియు సాధారణంగా వ్యవస్థను చాలా తక్కువ ఖర్చుతో చేయడానికి సహాయపడుతుంది.
ఈ వ్యాసంలో మేము హెచ్-బ్రిడ్జ్ అనువర్తనాల కోసం హై-సైడ్ స్విచ్‌గా పి-ఛానల్ మోస్ఫెట్ల వాడకాన్ని అన్వేషిస్తాము
పి-ఛానల్ వర్సెస్ ఎన్-ఛానల్ ప్రోస్ అండ్ కాన్స్
ఎప్పుడు హై సైడ్ స్విచ్ అప్లికేషన్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది N- ఛానల్ MOSFET యొక్క మూల వోల్టేజ్ భూమికి సంబంధించి పెరిగిన సామర్థ్యంతో ఉంటుంది.
అందువల్ల, ఇక్కడ N- ఛానల్ MOSFET ను ఆపరేట్ చేయడానికి బూట్స్ట్రాపింగ్ సర్క్యూట్ లేదా పల్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ దశతో కూడిన అమరిక వంటి స్వతంత్ర గేట్ డ్రైవర్ అవసరం.
ఈ డ్రైవర్లు ప్రత్యేక విద్యుత్ వనరును కోరుతాయి, అయితే ట్రాన్స్ఫార్మర్ లోడ్ సందర్భోచితమైన పరిస్థితుల ద్వారా వెళ్ళవచ్చు.
మరోవైపు, ఇది P- ఛానల్ MOSFET తో పరిస్థితి కాకపోవచ్చు. మీరు సాధారణ స్థాయి షిఫ్టర్ సర్క్యూట్ (వోల్టేజ్ స్థాయి మారకం) ఉపయోగించి పి-ఛానల్ హై సైడ్ స్విచ్‌ను సులభంగా నడపవచ్చు. దీన్ని సాధించడం సర్క్యూట్‌ను క్రమబద్ధీకరిస్తుంది మరియు అన్ని రౌండ్ వ్యయాన్ని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది.
ఇలా చెప్పిన తరువాత, ఇక్కడ పరిగణనలోకి తీసుకోవలసిన విషయం ఏమిటంటే, ఒకేలాంటి R ను సాధించడం చాలా కష్టంDS (ఆన్)సారూప్య చిప్ పరిమాణాన్ని ఉపయోగించి N- ఛానెల్‌కు విరుద్ధంగా P- ఛానల్ MOSFET కోసం సామర్థ్యం.
N- ఛానెల్‌లో క్యారియర్‌ల ప్రవాహం P- ఛానెల్ కంటే 2 నుండి 3 రెట్లు ఎక్కువ, ఖచ్చితమైన R కోసంDS (ఆన్)P- ఛానల్ పరికరం దాని N- ఛానల్ కౌంటర్ కంటే 2 నుండి 3 రెట్లు పెద్దదిగా ఉండాలి.
పెద్ద ప్యాకేజీ పరిమాణం, పి-ఛానల్ పరికరం యొక్క థర్మల్ టాలరెన్స్ తగ్గడానికి కారణమవుతుంది మరియు దాని ప్రస్తుత స్పెసిఫికేషన్లను కూడా పెంచుతుంది. పెరిగిన కేసు పరిమాణం కారణంగా ఇది దాని డైనమిక్ ప్రభావాన్ని దామాషా ప్రకారం ప్రభావితం చేస్తుంది.
అందువల్ల, తక్కువ పౌన frequency పున్య అనువర్తనంలో, ప్రసరణ నష్టాలు ఎక్కువగా ఉంటే, P- ఛానల్ MOSFET కి R ఉండాలిDS (ఆన్)N- ఛానెల్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది. అటువంటి పరిస్థితిలో, P- ఛానల్ MOSFET అంతర్గత ప్రాంతం N- ఛానల్ కంటే పెద్దదిగా ఉంటుంది.
ఇంకా, స్విచ్చింగ్ నష్టాలు సాధారణంగా ఎక్కువగా ఉన్న అధిక పౌన frequency పున్య అనువర్తనాల్లో, P- ఛానల్ MOSFET N- ఛానెల్‌తో పోల్చదగిన గేట్ ఛార్జీల విలువను కలిగి ఉండాలి.
ఇలాంటి సందర్భాల్లో, P- ఛానల్ MOSFET పరిమాణం N- ఛానెల్‌తో సమానంగా ఉంటుంది, అయితే N- ఛానల్ ప్రత్యామ్నాయంతో పోలిస్తే ప్రస్తుత స్పెసిఫికేషన్ తగ్గుతుంది.
అందువల్ల, సరైన R ను పరిగణనలోకి తీసుకొని ఆదర్శవంతమైన P- ఛానల్ MOSFET ని జాగ్రత్తగా ఎంచుకోవాలిDS (ఆన్)మరియు గేట్ ఛార్జ్ లక్షణాలు.
అప్లికేషన్ కోసం పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి
P- ఛానల్ MOSFET ను సమర్థవంతంగా అన్వయించగల అనేక స్విచ్చింగ్ అనువర్తనాలు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్‌లు మరియు వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్లు.
ఈ రకమైన అనువర్తనాల్లో, మోస్ఫెట్ ఎంపికను నియంత్రించే కీలకమైన మార్గదర్శకాలు సాధారణంగా పరికరం ఆన్-రెసిస్టెన్స్ (R.DS (ఆన్)) మరియు గేట్ ఛార్జ్ (Q.)జి). ఈ వేరియబుల్స్‌లో ఏదైనా అప్లికేషన్‌లోని స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఆధారంగా ఎక్కువ ప్రాముఖ్యతనిస్తుంది.
పూర్తి-వంతెన లేదా బి 6-వంతెన (3-దశ వంతెన) ఆకృతీకరణ వంటి తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్ నెట్‌వర్క్‌లలో దరఖాస్తు చేయడానికి N- ఛానల్ MOSFET లు సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి మోటారు (లోడ్) మరియు DC సరఫరాతో.
ఎన్-ఛానల్ పరికరాలు సమర్పించిన సానుకూల అంశాలకు రాజీపడే అంశం గేట్ డ్రైవర్ రూపకల్పనలో అధిక సంక్లిష్టత.
N- ఛానల్ హై సైడ్ స్విచ్ యొక్క గేట్ డ్రైవర్ a బూట్స్ట్రాప్ సర్క్యూట్ ఇది మోటారు వోల్టేజ్ సరఫరా రైలు కంటే ఎక్కువ గేట్ వోల్టేజ్‌ను సృష్టిస్తుంది లేదా దానిని ఆన్ చేయడానికి ప్రత్యామ్నాయంగా స్వతంత్ర విద్యుత్ సరఫరా చేస్తుంది. పెరిగిన డిజైన్ సంక్లిష్టత సాధారణంగా ఎక్కువ డిజైన్ పని మరియు అధిక అసెంబ్లీ ప్రాంతానికి దారితీస్తుంది.
పరిపూరకరమైన P మరియు N ఛానల్ MOSFET లను ఉపయోగించి రూపొందించిన సర్క్యూట్ మరియు 4 N- ఛానల్ MOSFET లతో మాత్రమే సర్క్యూట్ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని క్రింద ఉన్న మూర్తి చూపిస్తుంది.
4 N- ఛానల్ MOSFETS ను మాత్రమే ఉపయోగిస్తోంది
ఈ అమరికలో, హై-సైడ్ స్విచ్ P- ఛానల్ MOSFET తో నిర్మించబడితే, డ్రైవర్ డిజైన్ లేఅవుట్‌ను అద్భుతంగా సులభతరం చేస్తుంది., క్రింద చూపిన విధంగా:
P మరియు N- ఛానల్ MOSFET లను ఉపయోగించడం
బూట్స్ట్రాప్ అవసరం ఛార్జ్ పంప్ హై సైడ్ స్విచ్ మారడానికి తొలగించబడుతుంది. ఇక్కడ ఇది నేరుగా ఇన్పుట్ సిగ్నల్ ద్వారా మరియు లెవల్ షిఫ్టర్ (3V నుండి 5V కన్వర్టర్, లేదా 5V నుండి 12V కన్వర్టర్ స్టేజ్) ద్వారా నడపబడుతుంది.
అనువర్తనాలను మార్చడానికి P- ఛానల్ MOSFET లను ఎంచుకోవడం
సాధారణంగా తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్ వ్యవస్థలు 10 నుండి 50kHz పరిధిలో మారే పౌన encies పున్యాలతో పనిచేస్తాయి.
ఈ పరిధులలో, మోటారు యొక్క అధిక ప్రస్తుత లక్షణాలు కారణంగా, దాదాపు అన్ని MOSFET శక్తి వెదజల్లడం ప్రసరణ నష్టాల ద్వారా సంభవిస్తుంది.
అందువల్ల, అటువంటి నెట్‌వర్క్‌లలో తగిన R తో P- ఛానల్ MOSFETDS (ఆన్)వాంఛనీయ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి ఎంచుకోవాలి.
12V బ్యాటరీతో పనిచేసే 30W తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్ యొక్క దృష్టాంతాన్ని ఆలోచించడం ద్వారా దీనిని అర్థం చేసుకోవచ్చు.
అధిక వైపు P- ఛానల్ MOSFET కోసం మన చేతిలో కొన్ని ఎంపికలు ఉండవచ్చు - ఒకటి సమానమైన R కలిగి ఉండాలిDS (ఆన్)తక్కువ వైపు N- ఛానెల్‌తో పోల్చదగినది మరియు మరొకటి పోల్చదగిన గేట్ ఛార్జీలను కలిగి ఉంటుంది.
ఈ క్రింది పట్టిక పోల్చదగిన R కలిగి ఉన్న పూర్తి వంతెన తక్కువ-వోల్టేజ్ డ్రైవ్‌కు వర్తించే భాగాలను ప్రదర్శిస్తుందిDS (ఆన్)మరియు తక్కువ వైపున N- ఛానల్ MOSFET వలె ఒకేలాంటి గేట్ ఛార్జీలతో.
నిర్దిష్ట అనువర్తనంలో MOSFET నష్టాలను వర్ణించే పై పట్టిక ఈ క్రింది పై చార్టులో నిరూపించబడినట్లుగా మొత్తం విద్యుత్ నష్టాలు ప్రసరణ నష్టాల ద్వారా నిర్వహించబడుతున్నాయని తెలుపుతుంది.
అదనంగా, N- ఛానెల్‌తో పోల్చదగిన గేట్ ఛార్జీలను కలిగి ఉండటానికి P- ఛానల్ MOSFET కి ప్రాధాన్యత ఇస్తే, స్విచ్చింగ్ నష్టాలు ఒకేలా ఉంటాయి, అయితే ప్రసరణ నష్టాలు అధికంగా ఉండవచ్చు.
అందువల్ల, తక్కువ పౌన encies పున్యాలు కలిగిన తక్కువ మార్పిడి అనువర్తనాల కోసం, హై సైడ్ P- ఛానల్ MOSFET పిచ్చిగా పోల్చదగిన R ను కలిగి ఉండాలి DS (ఆన్) తక్కువ వైపు N- ఛానెల్ లాగా.
నాన్-వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్స్ (POL)
నాన్-వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్స్ అనేది కన్వర్టర్ టోపోలాజీ, బక్ కన్వర్టర్లలో, అవుట్పుట్ ఇన్పుట్ నుండి వేరుచేయబడదు, దీనికి భిన్నంగా ఫ్లైబ్యాక్ నమూనాలు ఇక్కడ ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ దశలు పూర్తిగా వేరుచేయబడతాయి.
తక్కువ శక్తి లేని నాన్-వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్స్ 10W కన్నా తక్కువ అవుట్పుట్ శక్తిని కలిగి ఉంది, ఇది గొప్ప డిజైన్ ఇబ్బందుల్లో ఒకటి. సంతృప్తికరమైన స్థాయి సామర్థ్యాన్ని కాపాడుకునేటప్పుడు పరిమాణాన్ని కనీసంగా ఉండాలి.
కన్వర్టర్ పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి ఒక ప్రసిద్ధ మార్గం ఏమిటంటే, ఎన్-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను హై సైడ్ డ్రైవర్‌గా ఉపయోగించడం మరియు ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని గణనీయంగా అధిక స్థాయికి పెంచడం. వేగంగా మారడం చాలా స్కేల్-డౌన్ ఇండక్టర్ పరిమాణాన్ని ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.
ఈ రకమైన సర్క్యూట్లలో సింక్రోనస్ రిక్టిఫికేషన్ కోసం షాట్కీ డయోడ్లు తరచూ అమలు చేయబడతాయి, అయితే మోస్ఫెట్స్ బదులుగా నిస్సందేహంగా మంచి ఎంపిక, ఎందుకంటే మోస్ఫెట్ల వోల్టేజ్ డ్రాప్ సాధారణంగా డయోడ్ కంటే గణనీయంగా తక్కువగా ఉంటుంది.
మరొక స్థలాన్ని ఆదా చేసే విధానం ఏమిటంటే, హై-సైడ్ N- ఛానల్ MOSFET ని P- ఛానెల్‌తో ప్రత్యామ్నాయం చేయడం.
పి-ఛానల్ పద్ధతి గేట్ నడపడానికి సంక్లిష్ట అనుబంధ సర్క్యూట్రీని తొలగిస్తుంది, ఇది అధిక వైపున ఉన్న ఎన్-ఛానల్ మోస్ఫెట్ కోసం అవసరం అవుతుంది.
దిగువ రేఖాచిత్రం బక్ కన్వర్టర్ యొక్క ప్రాథమిక రూపకల్పనను P- ఛానల్ MOSFET ను అధిక వైపున అమలు చేస్తుంది.
సాధారణంగా వివిక్త కాని పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్ అనువర్తనాలలో మారే పౌన encies పున్యాలు 500kHz కి దగ్గరగా ఉండవచ్చు లేదా 2MHz వరకు ఎక్కువగా ఉంటాయి.
మునుపటి రూపకల్పన భావనలకు విరుద్ధంగా, అటువంటి పౌన encies పున్యాల వద్ద ఉన్న ప్రధాన నష్టం మారే నష్టాలుగా మారుతుంది.
1MHz యొక్క స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద నడుస్తున్న 3 వాట్ల నాన్-వివిక్త పాయింట్ ఆఫ్ లోడ్ అప్లికేషన్‌లో MOSFET నుండి వచ్చిన నష్టాన్ని ఈ క్రింది బొమ్మ సూచిస్తుంది.
అందువల్ల ఇది హై-సైడ్ ఎన్-ఛానల్ పరికరానికి సంబంధించి, హై-సైడ్ అప్లికేషన్ కోసం ఎంచుకున్నప్పుడు పి-ఛానెల్‌కు తప్పక పేర్కొనవలసిన గేట్ ఛార్జ్ స్థాయిని చూపిస్తుంది.
ముగింపు
పి-ఛానల్ మోస్‌ఫెట్‌ను వర్తింపజేయడం వలన డిజైనర్లకు తక్కువ సంక్లిష్టమైన, మరింత నమ్మదగిన మరియు మెరుగైన కాన్ఫిగరేషన్ పరంగా మీకు ప్రయోజనాలు లభిస్తాయి.
ఇచ్చిన అనువర్తనం కోసం, R మధ్య రాజీDS (ఆన్)మరియు Q.జిP- ఛానల్ MOSFET ను ఎంచుకునేటప్పుడు తీవ్రంగా అంచనా వేయాలి. పి-ఛానల్ దాని ఎన్-ఛానల్ వేరియంట్ మాదిరిగానే సరైన పనితీరును అందించగలదని నిర్ధారించడానికి ఇది.
సౌజన్యం: ఇన్ఫినియన్
మునుపటి: దోమ స్వాటర్ గబ్బిలాలను ఎలా రిపేర్ చేయాలి తర్వాత: స్వీయ శక్తితో కూడిన జనరేటర్‌ను తయారు చేయడం
