Sơ đồ mạch Driver:
Hình 3.5 Mạch lái cho FET.
Mạch lái được mắc theo kiểu totem-pole gồm 2 BJT 2SD414 và 2SB548 để đảm bảo tần số chuyển mạch nhanh cho FET.
Chương 3: Thiết kế và thi công phần cứng
Ta tính dựa vào điện tích cần nạp cho tụ CGS. PDRI = V.QG.fsw = 12.72.10-9.24.3 = 21mW.
QG :tổng điện tích nạp hoặc xả cho cực G. Theo datasheet, QG = 72nC Mà: tx = QG/IG => IG = QG/tx
Tx thời gian nạp hoặc xả tụ ngõ vào, 2.tx =200ns=(tr + tf) IG > 72.2/200 = 720mA
Chọn BJT Q3,Q4: có Vce > 2Vcc, P>2.21mW. Chọn BJT 2SD414 và 2SB548.
Tính R14: R14 = (24V-0.7V).60/720mA = 1.94k -> chọn 1k8 Tính chọn Q6:
Dạng sóng chuyển mạch của BJT có dạng như sau:
Hình 3.6 Dạng sóng chuyển mạch trên Q6.
Công suất tổn hao trong BJT ở chế độ chuyển mạch gồm công suất tổn hao khi dẫn bão hòa và công suất tổn hao chuyển mạch.
P = Psw + Pdẫn Ton es.Icsat. T Pon Vc= T T I V P on CEs CEs dan = (1)
Dựa vào đồ thị ta thấy : trong quá trình chuyển đổi trạng thái làm việc, dòng điện cực góp ic(t) và thời gian t có quan hệ tuyến tính :
Chương 3: Thiết kế và thi công phần cứng
Ic = Kt Với K=Icsat-Icoff
Tsw
Icoff có thể bỏ qua => K=Icsat
Tsw
=> ic=Icsat
Tsw t
Trong quá trình của mỗi lần chuyển đổi trạng thái làm việc, năng lượng tiêu hao của BJT có thể tính theo công thức :
Tsw Tsw 0 0 Icsat w.Icsat.Vcc E= icVc tVc Tsw 2 Ts cdt= cdt= ∫ ∫
Trong mỗi chu kỳ, BJT chuyển đổi trạng thái làm việc 2 lần, trong 2 lần chyển đổi đó, năng lượng tiêu hao là như nhau. Như vậy năng lượng tiêu hao trong quá trình chuyển mạch là :
Esw= 2E =Tsw.Icsat.Vcc Công suất tiêu tán trong quá trình chuyển mạch :
Psw=Icsat.Vcc. w T Ts (2) Từ (1) và (2) ta có : Ptt= es.Icsat.Ton T Vc + Icsat.Vcc. w T Ts
Yêu cầu thời gian chuyển mạch Tsw của BJT phải nhỏ hơn thời gian chuyển mạch của khóa điện tử.
Thời gian tsw của BJT thông thường khoảng vài chục đến vài trăm ns, ở đây ta lấy tsw=100ns.
Với BJT Q5, icsat = Vcc/R14 = 12/1k8= 6.7mA.
Ton/T max =1, 1/T = f =24kHz thay vào công thức trên ta được : Pttmax = 0.2x6.7 + 6.7x12x100x10-9x24x10-3 = 1.36mW.
Chọn BJT Q6 có Vce > 12x2 =24V, Ic>6.7x2, Ptt>1.36mW, chọn BJT Q6 là C1815.
Chương 3: Thiết kế và thi công phần cứng Chọn ibQ6 = 0.2mA.
R15 có tác dụng giảm thời gian tắt của BJT. Chọn dòng qua R15 khoảng 0.7mA.
R15 = Vbe/Ir15 = 0.7V/0.7mA =1k.
R6 = (5V-0.7V)/(0.7mA+0.2mA) = 4k78. Chọn R6 = 4k7.