Thực ra câu hỏi của bạn chưa chính xác. Lấy 8051 làm ví dụ. Nó chỉ có Port 0 là cần phải kéo điện trở lên thôi. Còn các chân khác đã có nội trở kéo lên sẳn rồi.
1. lí do phải kéo lên: Bản chất của port 0 là cực C của transitor để hở. Nếu không có điện trở kéo lên nguồn thì cực C này không có áp, bất kể cực B được kích hay không. ( giá trị áp tại cực B chính là giá trị logic trong thanh ghi PORTB )
2. Cách tính toán: Bạn xem như trong trường hợp cực B được kích để cho dòng chảy qua thì dòng sẽ đi từ nguồn, chảy qua điện trở kéo lên, qua cực E và chảy thằng về GND ( Thực tế thì từ cực E xuống đất nó còn có nội trở). Vậy dòng điện I = (áp nguồn / trở kéo lên). Bạn tra datasheet xem mỗi chân chịu được dòng tối đa là bao nhiêu để thiết lập điện trở cho phù hợp. Thực tế thường thiết lập trở kéo lên khoảng 5 đến 10k.
Nếu bạn thiết lập điện trở kéo lên quá nhỏ-> dòng chảy vào transitor lớn -> cháy hoặc nóng -> giảm tuổi thọ của VĐK. Trong trường hợp bạn thiết lập trở kéo lên quá lớn -> Dòng chảy qua trở kéo lên nhỏ -> Dòng cung cấp cho các ứng dụng bên ngoài nhỏ, không đủ cung cấp có thể gây sụt áp trên chân VĐK. Khi đo các module kết nối hiểu sai mức logic trên chân VĐK
//===============================================
Cái đồ án của em bị đứng cả tháng nay vì em không tìm được hướng thiết kế tính chọn thông số và linh kiện để điều khiển MOSFET chuyển mạch(áp kích,dòng kích khi MOSFET hoạt động ở tần số cao,Trở kích Rgate...).Làm thế nào thiết kế MOSFET dẫn bão hòa(mà không phải là khuếch đại) khi có tín hiệu xung vuông đưa vào cổng.
Mọi người góp ý giúp em với.
//===============================================
Chọn BJT hay MOSFET dùng trong chuyển mạch đều căn cứ vào chỉ tiêu điện áp tối đa (cut-off voltage) + dòng động lực + tần số hoạt động của mạch công suất.
Riêng về cut-off voltage cũng phải cần phân tích sâu nếu tải có cảm kháng.
Điện áp phản kháng lúc bấy giờ lên đến 2,5 lần Vcc nên phải chọn BJT hay MOSFET chuyển mạch có điện áp làm việc (WV / Working Voltage) cao gấp 2,5 lần (WV = 3 x Vcc).
1/. BJT thì phải kích mở bằng dòng điện I(b).
Muốn xác định dòng kích mở bão hoà tối thiểu thì phải tra cứu datasheet.
Ví dụ như dùng mạch Flyback với điện áp Vcc = 310V (220VAC nắn ra);
Cut-off Voltage = 310 x 2,5 = 775V ; dòng tải 2A; tần số 22KHz thì ta dùng 2SD1402.
Tra datashett của 2SD1402 thì max V(cbo) = 1500V; max V(ceo) = 800V; max I(c) = 5A ; f(max) = 1,2 MHz. Do đó sử dụng 2SD1402 ở đây là an toàn.
Theo đáp tuyến, để 2SD1402 dẫn bão hoà R(ce) = 0,012 Ohm; thì DC current gain = 12 --> dòng kích mở là I(b) = 2A / 12 ~ 167 mA.
2/. MOSFET phải kích mở bằng điện áp V(gate).
Tương tự như BJT, ta chọn MOSFET cũng căn cứ theo chỉ tiêu điện áp cut-off và dòng động lực. Điện áp kích dẫn bão hoà của MOSFET đã được cung cấp trong datasheet, thông thường max V(g) = 15V; min V(g) tuỳ theo MOSFET, có loại chỉ 4,5 V với R(DS) ~ 0,001 Ohm.
Từ đó ta thiết kế mạch gate drive có điện áp xung thích hợp với loại MOSFET được chọn.
Tuy nhiên cần chú ý rằng ngõ vào của MOSFET là phiến bán dẫn bằng oxide kim loại (MOS / Metal Ocide Semiconductor) nên chúng có điện dung khá lớn. Điện áp kích V(gate) lưu lại trên điện dung này dưới dạng tĩnh điện tàn dư trên gate làm cho MOSFET không tắt được I(ds) gây thiết đoạn cường độ (cut-off current). Ảnh hưởng của tàn dư tĩnh điện trên gate càng lớn khi tần số càng cao.
Do vậy mà cần có mạch dập tĩnh điện tàn dư trên gate.
Tóm lại, quá trình thiết kế mạch chạy xung SMPS cần phải qua các bước :
1/. Xác định các chỉ tiêu động lực của phần công suất, từ đó chọn linh kiện công suất (Power BJT hay MOSFET) phù hợp. Tra cứu datasheet linh kiện để xác định chỉ tiêu đó.
2/. Thiết lập mạch cấp xung (driver) có điện áp xung (MOSFET) hay dòng xung (BJT) phù hợp với linh kiện công suất được chọn. R(gate) hay R(b) + mạch dập tĩnh điện tàn dư là bộ phận của mạch driver này.
3/. Liên kết với mạch tạo xung để hoàn chỉnh thiết kế.
//===============================================
Bạn nên đọc kỹ datasheet của một MOSFET nào đó, như IRF3205 chẳng hạn, làm tiêu biểu, và bạn sẽ thấy rằng I(gate) đủ lớn đó chỉ được tính bằng hàng chục đến trên 100 nano Ampere (xem dòng cuối cùng của bảng dưới đây).
http://img.photobucket.com/albums/v616/domico/IRF3205.jpg
Qg (Total Gate Charge) chỉ vài trăm nC, dĩ nhiên cũng không phải là vấn đề lớn.
Do đó, vấn đề quan trọng nhất của mạch gate driver vẫn là biên độ xung kích dẫn (Vpulse). R(gate) thì phải được tính toán thế nào để thời hằng kết hợp của R(gate) - C(gate) phải nhỏ hơn min t(on) (là ton của min duty). Trong thực tế, thời hằng này chỉ được phép bằng vải % chu kỳ T của xung chuyển mạch (KimTrang86 chỉ dùng đúng ... 1% x T).
Ngoài ra, R(gate) còn phụ thuộc vào mạch dập tĩnh điện tàn dư trên gate và vào mức chênh lệch giữa điện áp xung kích dẫn với điện áp V(gate) tối đa (max Vgate) trong datasheet.
No comments:
Post a Comment