 |
|
|
|
|||||
توصيل الموسفيت على التوالى MOSFET series connection
توصيل الموسفيت على التوالى MOSFET series connection : هل يمكن توصيل الترانزيستورات الموسفيت على التوالى لزيادة الفولت؟!! قد يبدو الأمر أسهل من الترانزيستورات الثنائية – أو أصعب حسب ما ترى!! لو نظرنا لهذه الدائرة سنجد أمرا سهلا جدا ، فالتحكم من بوابة Gate ترانزيستور واحد فقط عكس ما كان متوقعا، نعم و لهذا فهى أسهل ...  عندما تكون الترانزيستورات فى وضع القطع أى أن جهد بوابة الترانزيستور 1 = صفر Vgs1=0 فإن حسب المفترض سيكون كلاهما فى حال القطع. من المفترض (ولى تحفظ على هذا) أن مقاومة الترانزيستورين متساوية فى حال القطع ومن ثم سينتصف جهد التغذية بينهما أى بجهد تغذية 120 فولت سيكون على كل منهما 60 فولت. الجهد على بوابة الموسفيت العلوى يجب أن لا يزيد عن 60 فولت + جهد التوصيل وهو غالبا حوالى 4 فولت (إرجع للداتا شيت للترانزيستور الذى ستستخدمه و ستجده بمسمى VGS(th)Gate Threshold Voltage وهو الحد الذى سيبدأ عنده الترانزيستور الفتح) . هذا دور المقاومتان 1،2 فمن قانون كيرشوف و نظرية الإستبدال فى الجزء الأول (الأساسيات) نجد الجهد 120 فولت سيضع 120 × م1 ÷ مجموع م1+م2 وهو = 54 فولت و يضاف إليه ما يسببه المصدر 15 فولت وهو 15 × م2 ÷ مجموع م1+م2 وهو = 8.24 فولت و المجموع 54 فولت + 8.24 فولت = 62.24 فولت أى أعلى من جهد المصدر Source بقيمة 2.24 فولت فيكون أيضا الترانزيستور 2 مغلق. نلاحظ هنا أن قيمة الحمل Rl صغيرة جدا بالنسبة للمقاومات 1 ميجا الخ لذا تهمل. الآن عندما تأتى النبضة (الجزء الأخضر) لفتح الموسفيت 1 سيوصل و يهبط جهد المصب Drain من 60 فولت إلى صفر أو 1 فولت حسب مقاومته الداخلية و التيار المار و طبعا الهبوط ليس فجائيا ولكنه فى زمن قصير جدا. هذا الهبوط سيجعل مصدر Source الموسفيت 2 أيضا مساويا له لحظيا فيفتح الموسفيت العلوى بنفس المعدل جاعلا جهد مصب Drain الموسفيت 2 العلوى أيضا صفر أو 2 فولت أيضا حسب مقاومته الداخلية و التيار المار به فينخفض جهد البوابة Gate له و يصبح المصدر 15 فولت فقط هو ما يبقيه مفتوحا لأنه يسبب فولتا 15 × م2 ÷ مجموع م1+م2 وهو = 8.24 فولت وهو كافى عند الإغلاق تعود الدائرة لسابق عهدها. المكثفات C1,C2 هى للتسريع و كل شرطها أن R1C1=R2C2 و يجب أن لا تزيد قيمتها فتبطء الإستجابة. قبل أن نناقش التحفظات، هل يمكن أن نزيد عدد الموسفيت؟ حسنا المرة القادمة نناقش الدائرة بثلاث ترانزيستورات إن شاء الله |
| اعلانات |
|
|||||
|
ثلاث موسفيت على التوالى
ثلاث موسفيت على التوالى: بنفس الشرح الذى قلناه المرة الماضية يمكن أن نستخدم ثلاث ترانزيستورات على التوالى ولا ننسى أن الفولت ارتفع من 120 إلى 180 فولت هكذا  الموسفيت الأول كالسابق تماما الموسفيت الثانى أيضا مطابق إلا أن المقاومة م2 (وهى هنا باسم م4) قد نقصت قيمتها لأن م2 كانت تأخذ من 120 فولت أما المقاومة م4 فتأخذ من 180 فولت. الآن الترانزيستور الثالث بنفس الطريقة و نفس اسلوب الحساب. هنا استخدم مصدر 20 فولت وليس هذا حتميا و لكن سنرى المرة القادمة دائرة أخرى لها مصدر بوابة واحد. أيضا يمكن إرجاع مقاومات الترانزيستور الأوسط (م3) لمصبه Drain بدلا من مصدر التغذية كما سنرى لاحقا. الآن لنناقش التحفظات التى نوهت عنها، كل المواقع تنص على أن عندما تكون الموسفيتات فى حال القطع ستكون المقاومة الداخلية عالية جدا ولكنها متساوية و من هنا الفولت ينقسم بالتساوى عليها، حسنا من يضمن هذا؟ لذا من الأفضل أن نضع مقاومات كبيرة و متساوية 200ك إلى 1 ميجا بين كل Drain-Source مصدر مصب لكل ترانزيستور (المبينة باللون الأحمر) – متساوية لتقوم بالتوزيع المتساوى بين الترانزيستورات. التحفظ الثانى هو عندما نعلو بالفولت كثيرا كأن نستخدم ترانزيستورات 400 فولت للوصول إلى 1200 فولت، فإن استخدام مقاومات كمجزء جهد يجب أن يكون بحيطة كبيرة فالفرق بين البوابة و المصدر لا يعدو 4 فولت وهى بالنسبة للموسفيت العلوى 4 : 1200 أى دقة 0.33% وهذا صعب تحقيقة، و هناك تحايل على هذا الأمر أن مدى تحمل بوابة الموسفيت هو +/-20 فولت لذا يراعى عند القطع أن يكون جهد بوابة الموسفيت بالنسبة لمصدره Vgs فى حدود -10 فولت إلى -15فولت مما يجعل 15 فولت :1200 نسبة 1% وهى أفضل . |
| اعلانات اضافية ( قم بتسجيل الدخول لاخفائها ) | |
|
|
|
|||||
|
ثلاث موسفيت على التوالى – طريقة أخرى
ثلاث موسفيت على التوالى – طريقة أخرى: هذه طريقة أخرى مرفوعة فى هذا الموقع http://scholar.lib.vt.edu/theses/ava...g_W_T_2010.pdf و بها بعض الإختلافات التى تشكل فرقا فى سهولة الضبط و التنفيذ إلا انها تستخدم مكونات أكثر قليلا.  نلاحظ هنا أن المصمم استخدم الدائرة التقليدية لبوابة الموسفيت إلا أن القيم اختلفت و أضاف هنا ثنائى سريع القطع لكل ترانزيستور ( الثنائى D5 للموسفيت Q3 و الثنائى D4 للموسفيت Q2 فقط ) . المصدر V3هو ما يمد بوابات الموسفيت Gates بجهد الفتح المناسب. المصدر V1هو ما يمد الدائرة و الحمل بجهد التشغيل المستمر و لنفترض أنه مثلا 1200 فولت و كما سبق سيكون على كل ترانزيستور 400 فولت. المصدر V2هو ما يمد الدائرة بنبضات الفتح و الغلق + 15 فولت. عندما يكون V2 = صفر و الدائرة مغلقة، سنجد على النقطة 1 جهد 400 فولت و على النقطة 2 جهد 800 فولت على النقطة 3 جهد 1200 فولت. كما ذكرنا سابقا فحساب جهد القاعدة لأى ترانزيستور يكون بحساب جهد المصدر مع مجزء الجهد من مقاومتين مضافا إليه جهد الفتح V3 مجزء بنفس المقاومتين فمثلا لأول ترانزيستور Q1 لا نحسب له و مقاومته R1 هى المقاومة العادية فى أى دائرة. لننسى للحظة الدايودات فى الدائرة، بالنسبة للموسفيت Q2 و حيث أن جهد بوابته يأخذ من جهد مصدره Source النقطة 1 إلى المصدر V3 وهو 15 فولت، فالجهد على قاعدته نسبة إلى مصدره Vgs2 سيكون دوما أقل من جهد المصدر 400 فولت، لذا و بالأخذ فى الإعتبار أن أقصى تحمل للبوابة هو 20 فولت أقل من جهد المصدر source (من الداتا شيت) سنحسب قيم المقاومات التى تضع على البوابة نصف مدى التحمل أى أقل بقيمة 10 فولت أى 390 فولت كما بالرسم. جهد البوابة كالمثال السابق = 400 × م2 ÷ مجموع م2،م4 + 15 × م4 ÷ مجموع م2،م4 لو افترضنا قيمة م2 = ا ميجا أوم جهد البوابة 390 = 400 × 1 ÷ مجموع 1،م4 + 15 × م4 ÷ مجموع 1،م4 (1+م4) × 390 = 400 + 15 × م4 390 + 390 ×م4 = 400 + 15 × م4 375 × م4 = 10 إذن م4 = 10 ÷ 375 = 0.0266 ميجا أى 27 ك أوم و بالمثل نفترض م3 = 1 ميجا 790 = 800 ÷ المجموع + 15 × م5 ÷ المجموع 790 + 790 × م5 = 800 + 15 × م5 775 × م5 = 10 م5 = 13ك أوم  الآن عندما تكون قيمة V2 = +10 فولت لفتح الترانزيستور Q1 فإن جهد المصب نتيجة التوصيل سيصبح صفرا أو قريبا من ذلك ، و هنا مصدر Q2سيصبح صفرا أيضا و يصبح المصدر V3 بقيمة 15 فولت هو المهيمن الآن مسببا له أن يفتح أيضا فيصبح قصر كما باللون الأخضر مسببا للموسفيت Q3 أن يفتح و يكون قصر أيضا ، و تتكرر نفس العملية مع Q3 أيضا و يفتح. لكن هناك نقطة هامة وهى أن المقاومة م4 = 27 ك فقط بجوار م2 = 1 ميجا وهو مجزء جهد لا يبقى ما يكفى لفتح الموسفيت، هذا صحيح وهنا يأتى دور الدايود D4 الذى يفصل ما بين م4 و م2 عند التوصيل و الدايود D5 ليفصل بين م3 و م5 ، لذا هذه الدايودات يجب أن تكون تتحمل الجهد العالى و أيضا سرعة القطع و التوصيل، مثلا UF4005 وهو سريع جدا و يتحمل جهد عالى و التيار هنا قليل جدا لذا 1 أمبير أكثر من كافى. بقى الزينر م8 و الدايود D7 فمعذرة لا يجوز توصيل زينر على التوازى مع مصدر فلو زاد المصدر عن جهد الزينر سينهار الزينر مسببا قصر على المصدر و لو كان المصدر أقل فلا دور للزينر، أما الدايود D7 فهو فقط حماية لو انهارت بوابة أى موسفيت لأى سبب فلا يذهب الجهد العالى للمصدر وليس بالضرورة أن يكون سريع. باقى الدايودات 1،2،3 هى الموجودة داخل كل موسفيت ولا تضاف خارجيا. المرة القادمة إن شاء الله سنضع أبسط الطرق وهى تعديل من كل النسق السابقة |
|
|||||
|
ثلاث موسفيت على التوالى – طريقة أخرى
ثلاث موسفيت على التوالى – طريقة أخرى: هذه الدائرة هى الأبسط ولا تحتاج كثير من الحسابات ، فكل موسفيت متصل بمقاومة بين البوابة و المصدر Gate Source كما بالرسم وهى أى قيمة تكفى لغلق الموسفيت مثلا 100ك اوأقل حتى 20ك .  الآن الثلاثة فى حال الغلق و نظرا لكون D1 يعزل و يمنع V3 من التفاعل مع الدائرة، لذا سيكون جهد بوابة Q2 هو 400 فولت و بالمثل مع D2 سيكون جهد بوابة Q3 800 فولت. الآن عندما يكون V2 فى حال الفتح أى +10 فولت أو اعلى، سيفتح Q1 و يكون جهد مصبه = صفر و هنا سيكون مصدر Q2 أيضا مساوى صفرا و كذا بوابته تنخفض لكن الدايود D1 سيفتح واضعا 15 فولت من V3 على بوابة Q2 فيفتح و يصبح قصرا أيضا جاعلا جهد مصبه صفرا أيضا فيتكرر نفس الشيء مع Q3 فيفتج أيضا.  الدايودات D1,D2 توفران العزل ضد انهيار بوابة أى موسفيت لو استخدمت UF4005 . عندما يعود V2 للصفر أى وضع القفل، سيبدأ جهد مصبه Drain فى الإرتفاع، و فور ارتفاعه عن 15 فولت قيمة V3 سيقفل الدايود D1 فاصلا بوابة Q2 و أيضا D2 فاصلا بوابة Q3 من ثم سيغلق كلا من , Q3 Q2 معا و تعود الدائرة لوضعها الأصلى. |
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|||||
|
|
