Мощный MOSFET — правильно ли я понимаю, что параметры управления подходят?

Question

[Kalombyr]

Добрый день!
Сразу извиняюсь и прошу не посылать на более специализированные форумы, ибо только и слышу, что "читать литературу", но о правильности или не правильности понятого из этой литературы спросить не у кого.

Так вот, нужно с помощью Arduino управлять мощным MOSFET транзистором (в моё случае IRFP250N).
Даташит на него: https://www.infineon.com/dgdl/irfp250n.pdf?fileId=...
Управление планируется PWM (ШИМ), частота 1кГц. Окружающая температура 20-40 градусов.

Так вот, возникло некоторое недопонимание характеристики "Gate Threshold Voltage" (2-4 Вольта).
как я понимаю, это порог, после которого транзистор гарантированно откроется?
так как Arduino выдаёт 5 вольт, а частота ШИМ 1 кГц, то тринзистор будет успевать открываться?
Или всё таки от 5 вольт он откроется не полностью и будет греться (будет 12 Вольт, 6 Ампер)?
Так же интересует, как понять и куда смотреть, что бы выяснить, что частота ШИМ 1кГц в пределах допустимого (примерно предполагаю, что это связано с ёмкостью затвора) ?

Answer 1

[longclaps]

гарантированно откроется

Транзистор - аналоговый прибор, и ток через него плавно зависит от напряжения на затворе. Семейства вольт-амперных характеристик для разных напряжений на затворе в даташите есть.
В вашем случае лучше бы сделать как-то так:
Учтите, эта схема - инвертирующая относительно вашей исходной, и сигнал на входе тоже надо проинвертировать.
Насчет "частота ШИМ 1 кГц" можете не беспокоиться - будет успевать )
Картинка взята отсюда.

Comments

[Kalombyr]

Спасибо!
Более менее стало понятно про этот параметр и что не всё так просто.
Про частоту вроде бы нашёл то же в дадашите, а именно про длину импульса и время переключения.

[Kalombyr]

Собрал по схеме, мосфет IRFP250N, транзистор 2222A. Rбазы 1кОм.
на 5 вольтах работает (и 5 вольт управляющий), но на 12 вольтах мосфет всегда открыт.
Видимо что-то не то с номиналами резисторов? Неподскажите, какие будут более правильными?

[longclaps]

Kalombyr, померьте напряжение на коллекторе VT1 - оно должно принимать значения 12в (это, похоже, достигается) и 0в (это, похоже, нет).
Сколько Rбазы, что за транзистор?

[Kalombyr]

longclaps, напряжение на коллекторе VT1 - 12.2 вольта (в открытом состоянии), если попытаться закрыть, то просадка всего до 8.8 вольт.
Rбазы 1кОм.
Транзистор MPS2222A, даташит: https://static.chipdip.ru/lib/238/DOC000238553.pdf

[longclaps]

Kalombyr, вы там коллектор с эмиттером не перепутали (похоже на то)?
Или транзистор битый.

[Kalombyr]

longclaps, сейчас проверю ещё десятый разик.

[longclaps]

Kalombyr, ой, я фигню спорол - нисколько не похоже. Он бы закрыться толком не мог в инверсном включении.
Мёртвый транзистор.

[Kalombyr]

longclaps, Спасибо! Так и оказалось! Я только мосфет проверял, т.к. знал, что они статики не любят.
Но вот в транзисторе был свято уверен.

Answer 2

[Владимир Т]

Также рекомендую использовать драйвер Mosfet для управления затвором мощного транзистора. То, что вам нужно, это драйвер нижнего плеча: https://www.chipdip.ru/catalog/ic-mosfet-igbt-drivers

Answer 3

[Александр]

Gate Threshold Voltage - это напряжение, при котором только НАЧИНАЕТСЯ открытие канала транзистора. Полностью он будет открыт при напряжении значительно большем, обычно это 15В. Если через транзистор предполагается большой ток - обязательно нужно ставить драйвер, иначе транзистор откроется не полностью, канал будет иметь высокое сопротивление и транзистор и может перегреться.

Answer 4

[Leonid]

Да, Gate Threshold Voltage - это пороговое напряжение после которого транзистор откроется полностью, для этого на затвор (G) транзистора нужно подать напряжение между 4 и 20 вольт. Лучше - ближе к середине.
Так как это N-канальный транзистор, то управляется он отрицательным напряжением, т.е. напряжение на ножке G относительно ножки S должно быть от -4В до -20В.
Вот для наглядности: https://youtu.be/S1UtbfI20OY
Частота 1кГц - норм. Собственно скорость переключения зависит от сопротивления на линии управления затвором. Но сильно уменьшать это сопротивление не нужно, потому как это приводит к увеличению пикового тока через выходной ключ Ардуино при зарядке емкости в MOSFETе (как сказано в видео). Также можем приблизиться к параметру Peak Diode Recovery (предельная скорость нарастания напряжения) - а оно нам надо?! )
Более правильным будет управлять через оптопару, чтобы разделить цепи управления и силовые цепи. Или хотя бы через промежуточный управляющий транзитор, операционник, ключ-сборку (ULN2003A), драйвер MOSFET