not

Můstek

Popis principu zapojení můstku s MOSFETy a velice běžnými součástkami.

Nejprve schéma:

Zde je zapojen půlmost. Proti němu může být pochopitelně zapojen druhý půlmost a mohou tak vytvořit plný most (H-bridge).

Napájecí napětí jsou dvě. +Vd je napájecí napětí logiky, +V napájení výkonové části. Napětí +Vd je rozděleno na třetiny a přivedeno na vstupy komparátorů, vlastně slouží jen jako informace o tom, jaké napětí budeme přivádět na vstup.  Na další vstupy komparátorů je přivedena logická úroveň přes RC článek.

Výstupy komparátorů jsou s otevřeným kolektorem, rezistory 5k6 vyvářejí vysokou úroveň na výstupech komparátorů. Rozkmit komparátorů je téměř přes celé napětí +V. Tyto výstupy jsou posíleny bipolárními tranzistory NPN a PNP (příkladem BC337-40 a BC327-40), které velice rychle nabijí a vybijí kapacity na gatech MOSFETu (aby se MOSFET co nejrychleji otevřel či zavřel s co nejmenší výkonovou ztrátou při změně stavu, co nejrychleji se měnilo napětí Vgs).

Kde je to největší kouzlo? Díky RC článku na vstupu a zapojení komparátorů nemůže nikdy dojít k otevření obou MOSFETů zároveň, protože mezi dvěmi třetinami +Vd nemůže vstup napětí s RC článkem nikdy přejet rychleji, než je dáno jeho hodnotami. Vznikne tedy deathtime, tedy čas, kdy jsou během přepínání MOSFETy na výstupu oba zavřeny.

Samožřejmě to má i svá proti. Běžné MOSFETy nesmí přesáhnout napětí Vgs=+/-20V, některé i mnohem méně, proto je potřeba použít vhodné napětí +V k použitým MOSFETům. Schéma je pochopitelně jen principiální (i když vyzkoušené a funkční). Typ MOSFETů není ve schématu uveden, zvolte je podle svých potřeb. Ja zkoušel IRF7301 a IRF7304, u kterých je povoleno Vgs maximálně +/-12V, tedy už se nehodí bez úpravy zapojení ani pro napájení z 12V Pb akumulátoru. Další věci k řešení jsou přivedení +Vd z +V, pokud +Vd není přítomno. Dále možnost vypnout oba MOSFETy zároveň (mimo deathtime), což někdy nemusí vadit, někdy ano. Při zkratu na výstupu se most zničí (když je překlopen do opačné výstupní úrovně, než ke které je zkratován), což také není nijak ošetřeno. V neposlední řadě se neřeší pokles napájecího napětí pod úroveň, kdy se MOSFETy plně otevírají a most by se měl celý vypnout, aby nedošlo k přehřátí MOSFETů výkonovou ztrátou. Zapojení jak vidíte není vůbec dokonale dokonalé, je to zase jen má okamžitá improvizace.

Berte tedy prosím celé zapojení jen jako zajímavý princip, pracuje, ale dnes se dají mosty (a nebo jejich budiče) koupit hotové a zapojení se tím zjednodušuje, když pak mají ve výsledku ještě lepší parametry a ošetřují popsané stavy.