Huvudfaktorn som bestämmer omkopplingshastigheten är inte bara själva MOSFET utan kretsen där du har den ansluten.

Ur portens synvinkel (dvs. PoV för din PWM MOSFET kan ses som en enkel kondensator. MOSFET betraktas som PÅ när spänningen över kondensatorn är över tröskelspänningen \ $ V_ {th} \ $ och av när den är under (den är mer komplex än så, men det är en förenklad modell för tillfället).

Så det går i grund och botten ner på hur snabbt kan du ladda och ladda ur den kondensatorn .

Ju längre det tar att ladda eller ladda ur kondensatorn desto längre tid tar enheten att växla, och ju mer kraft kommer att försvinna under den växlingsperioden.

Det finns ett mycket trevligt PDF-dokument från International Rectifier som introducerar dig till grunderna i MOSFETs. Avsnittet "Gate Charge" är en bra läsning för detta problem.

Det kan förenklas ner till standard RC-formler för beräkning av laddningstid för en kondensator \ $ \ tau = R \ gånger C \ $ - grindens kapacitans multiplicerat med motståndet hos kretsdelen som laddar eller urladdar grinden. Om du till exempel byter grinden genom 100Ω och grinden har en kapacitans på 7700pF skulle stigtiden vara $ 100 × 7,7e-9 = 770ns \ $ för 63,2% laddning. Justera den tiden så att den passar den exakta tröskelspänningen och din drivspänning förstås.

Säg att du har 8-bitars PWM, det är möjliga 256 värden, så du behöver ett absolut minimum av 770ns * 256 tidsskivor för att växla , som är 197,120 µs, eller en absolut maximal frekvens på 5073Hz. Jag skulle begränsa det till hälften så att jag garanterar att det är minst en gång en nivånivå mellan att slå på och stänga av.

Det är naturligtvis bara ett grovt värde. Om du läser igenom den PDF-filen och jämför den med värdena i databladet kanske du kan komma med mer exakta värden.

När ett steg träffar en Mosfet-grind finns det en viss fördröjning innan mosen är helt på. Detta måste tas i beaktande om du inte vill sluta med en MOS som tillbringar större delen av sin tid på att slå på (av) istället för att (icke) leda i sina ideala tillstånd, dvs "helt på" och "helt av" .

När stegen anländer händer två saker: gate-source-kapaciteten måste laddas och inversionsregionen måste bildas under gate. Det finns en sorts "död" fördröjning, dvs ingenting händer, både på och av, eftersom när laddningen på grinden är under eller över ett visst tröskelvärde kan ingen ström (eller all möjlig ström) flöda: den förseningen är fördröjningstiden.

Stignings- och falltiderna tar hänsyn till den tid som strömmen behöver för att nå sitt maximala värde, eller noll, det är som om du gick längs mosegenskaperna i linjen (trioden) region.

Även om fördröjningstiderna antagligen är ganska konstanta beror uppgångs- och falltiderna starkt på grindspänningen:

• vid påslagning, ju högre mål grindspänning, ju lägre stigtid
• vid avstängning, desto lägre start grindspänning, desto lägre falltid

Ibland kör du grinden med hög spänning för att sätta på den snabbt och går sedan tillbaka till det minsta \ $ V_ {GS} \ $ som garanterar mättnad så att avstängningen blir snabbare också.

Om dina tider bör jag summera förseningen och uppgången (fall) tid för varje övergång:

$$ t_ {ON} = t_ {d (on)} + t_r = 480ns \\ t_ {OFF} = t_ {d (off)} + t_f = 2100ns $$

Låt oss anta att du vill spendera högst 1% av din tid på att slå på eller av din mos: du tar \ $ t_ {ON} + t_ {OFF} = 2580ns \ $, multiplicera det med 100 och du har din period: 258000ns, eller 258us, det är ungefär 4kHz. I kommentarerna försummade jag helt enkelt vändningen i tid.

1% är ändå en ganska konservativ gräns, det betyder att vågen verkligen ser ut som en fyrkantig våg om du ser den genom ett omfång. Du kan antagligen gå ännu högre och vara säker, dvs du släpper inte mycket.