Bootstrap kapasitör hesabı ve gate driver akımı

[irdal]

Brushless motor sürücü yapmaya çalışmaktayım. Gate driver olarak IR 2104 kullanıyorum. Bootstrap kapasitörünü hesaplama kalktığımda çok küçük bir değer çıkıyor. Örnek bir kaç devreye baktığımda neredeyse benim bulduğum değerin  10 katı değerde bir kapasitor kullanmışlar.

Kullandığım mosfet :http://ixapps.ixys.com/Datasheet/804fd5a5-fc2d-40bd-8b1a-f9d45d3554c5.pdf

Qtotal = Qgate+(ILKCAP+ILKGS+IQBS+ILK+ILKdiode)*ton

Qgate   =total gate charce
ILKGS  =switch gate source leakage current
ILKCAP=boostrap capacitor leeakage current
IQBS   =bootstrapt circuit quiescent
ton      = high side switch on time


DeltaV= Vdd-Vdiode-Vgsmin

Mosfet ve mos driverin değerleri

Qgate=67nC
Igss=200nA
IQBS=55uA(max)
ILK=50uA
Fswitch=16khz (high side on time Duty =0,9)

Vdd=15V
Vdiode=1,1V
Vgsmin=12V


Qtotal= 67nC+(105uA)*62,5usn*0,9
Qtotal=73nC

DeltaV=15-1.1-12=1,9V

C=Qtotal/Delta V = 38.42 nF gibi bir değer çıkıyor. Bu değer bana biraz az gibi geldi. Bu deeğerlere yakın mosfetlerle çalışanlar en aşağı 1uf bootstrap cap. kullanmışlar. Vgs min değerini ben 12V kullandım ama daha aşağısı olabilir mi ?


Bu konu harici gate driver soruce ve sink değerleri kafamı karıştırdı.  Mosfetin tr zamanı 30ns. Qgate/tr  formülünü işletirsek  Isource=2.23 A olması gerekmektedir. Lakin Isource akımı 360mA ile sınırlı. Bu durumda mosfetin tr zamanı mı artacaktır ? Eğer artacaksa bu artış , akım sınırlı güç kaynağı ile capasitor şarjına benzer şekilde lineer mi olur ?

[z]

Mos sürücüler sınırlı akım basabildikleri için çıkışları "H" olduğunda sabit akım kaynağı gibi davranırlar ve gate voltajı sıfırdan itibaren sabit akımla dolan kapasitörün şarj eğrisi gibi yükselir.
mosun gate eşik değeri aşıldığında drain akımı akmaya başlar. Fakat bu kez de miller etkisi ortaya çıkar ve artık Drain Gate kapasitesinin de şarj olması gerekir. Bu esnada bu yeni kapasite de mos iletime
geçtikçe değeri ha bire artar ve gate voltajı yükselmek yerine sabit kalır.

Mos tamamen iletime geçtiğinde gate bacağından görünen kapasite artık sabit değer alır vegate voltajı  tekrardan yükselmeye başlar ve nihayetinde besleme voltajı değerine ulaştığında sabitlenir.

Senin sürücünün source akımı düşük ise bu olaylar da yavaş cereyan eder.

Bootstrap için hesapladığın değerin altında kullanmamak kaydıyla değerini yükseltmende sakınca yok. 100nF uygun bir değer. Çok yükseltirsen bootstrap devresindeki diyoddan fazla akım darbeleri geçer daha önemlisi akım ölçüm devren bu akım darbelerinden dolayı biraz pis sinyal verir.

[bulutay]

ufak bir tane taktıgımda (300nf) kısa bir süre iletime geçiyor sonra tekrardan linear olarak çalışıyor mosfet. büyük kapasitör taktıgımda (300pf)   dediginiz gibi mosfet tam iletimde oluyor. ama motoru ani olarak geri çevirmeye kalktıgımda (100ml) bekleme ile mosfetler patlıyor.

[rree]

Motoru frenlemeye kaldığımda besleme gerlimi 2 misli yükselmişti sonra mosfetler patlıyordu.

[z]

Motoru frenlemeye kalktığında DC barı dirençle yüklemiyormusun? Çoğu IGBT modulde fren direncini devreye sokmaya yarayan 7. bir IGBT bulunur.

[bulutay]

bootstrap olarak kaçlık kapasitör kullanmıştın. bir de bekleme süren kaçtı. ben 150 ml saniyeye kadar indim. bundan aşagısında mosfetler patladı