\documentclass[a4paper,12pt]{article}
\usepackage{graphicx}
\renewcommand{\figurename}{Slika}
\renewcommand{\tablename}{Tabela}
\hyphenpenalty=10000
\tolerance=100000
\usepackage[serbian]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\renewcommand{\arraystretch}{2}
\usepackage[top=2cm,bottom=2cm,left=2cm,right=2cm]{geometry}

\begin{document}

\section*{Pobuda prekidačkih tranzistora}

U domenu malih snaga, ispod 10 kW, u realizaciji kontrolisanih prekidača dominira MOSFET. Kako bi gubici na MOSFET-u bili što manji, prolaz MOSFET-a kroz oblast zasićenja treba da traje što kraće, jer u oblasti zasićenja MOSFET istovremeno provodi značajnu struju i na krajevima ima značajan napon, pa je trenutna disipacija velika. Sa druge strane, ograničenje predstavlja maksimalna struja gejta, koja ograničava brzinu dovođenja naelektrisanja na gejt, a time i brzinu uključivanja \mbox{MOSFET-a}.

Kolo za pobudu prekidačkog tranzistora treba da na osnovu logičkog signala koji daje informaciju o stanju prekidača obezbedi potreban napon $v_{GS}$, kao i potrebnu struju gejta $i_G$ tokom prelaznog procesa.

\subsection*{Pobuda prekidačkih tranzistora koji su jednim krajem vezani za masu}

Kolo za pobudu je najjednostavnije u slučaju prekidača koji je jednim krajem vezan za masu. U tom slučaju, kolo za pobudu samo treba da obezbedi potreban strujni kapacitet i da ograniči struju gejta na zadatu maksimalnu vrednost. Jedno takvo kolo je prikazano na slici \ref{slika:drive}. Tranzistori Q1 i Q2 obezbeđuju potreban strujni kapacitet, dok otpornik $R_a$ ograničava maksimalnu struju gejta. Otpornik $R_b$ služi da obezbedi pražnjenje gejta po isključenju uređaja.

Kod integrisanih kola za upravljanje prekidačkim konvertorima, pobudno kolo prekidača je obično već integrisano u kolo za upravljanje, ali se otpornici $R_a$ i $R_b$ obično spolja dodaju, kako bi bila omogućena fleksibilnost u projektovanju, tj. podešavanje prema zahtevima različitih tipova prekidačkih tranzistora.

\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.75]{drive.ps} 
	\caption{Kolo za pobudu prekidačkog tranzistora.}
	\label{slika:drive}
\end{figure}

\subsection*{Pobuda prekidačkih tranzistora koji nisu jednim krajem vezani za masu}

Pobuda prekidačkih tranzistora koji ni jednim krajem nisu vezani za masu predstavlja poseban problem koji se rešava primenom odgovarajućih pobudnih kola. U laboratorijskom slengu takva kola su poznata kao "kola za pobudu gornjeg tranzistora". Najjednostavnija i najekonomičnija kola za pobudu prekidača koji ni jednim krajem nije vezan za masu zasnovana su na \textit{bootstrap} principu, gde energiju potrebnu za pobuđivanje prekidačkog MOSFET-a čuva kondenzator koji se periodično dopunjava. Jedno takvo kolo je pikazano na slici \ref{slika:high1}, gde napon potreban za pobudu prekidačkog tranzistora obezbeđuju kondenzator $C_A$, a zener dioda DZ taj napon ograničava. Kondenzator $C_A$ se dopunjava preko diode D1 i otpornika $R_C$ kada vodi dioda D, tj. kada je prekidački MOSFET isključen. U slučaju kada konvertor radi u diskontnualnom režimu, potrebno je voditi računa da se obezbedi dovoljno naelektrisanje za dopunjavanje kondenzatora $C_A$, što se ostvaruje izborom $R_C$, koji uslovljava maksimalnu struju DZ i D1.

Pobudni impulsi $v_S$ predstavljaju logički komplement stanja prekidača. Kada tranzistor Q3 provodi, prekidački MOSFET je isključen i obrnuto. Sa isključenim Q3, gejt prekidačkog MOSFET-a se puni preko otpornika $R_B$ i tranzistora Q1. Gejt prekidačkog MOSFET-a se prazni preko tranzistora Q2 kada provodi Q3. Dioda D2 sprečava proticanje struje kalema kroz pobudno kolo u diskontinualnom režimu rada. Tada je prekidački MOSFET isključen, napon na sorsu mu je jednak izlaznom naponu konvertora (uz tipične oscilacije, tzv. \textit{ringng}), Q3 vodi, a Q2 potencijalno vodi preko kolektor-baza spoja koji bi bio direktno polarisan da to ne sprečava dioda D2.

Ako je potrebno kontrolisati struju punjenja gejta prekidačkog MOSFET-a i obezbediti pražnjenje gejta po isključenju, mogu se koristiti otpornici $R_a$ i $R_b$ na isti način kao u šemi sa slike \ref{slika:drive}.

\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[width=\textwidth]{highside1.ps} 
	\caption{Kolo za pobudu gornjeg tranzistora, verzija 1.}
	\label{slika:high1}
\end{figure}

Alternativno kolo za pobudu gejta prekidačkog MOSFET-a je prikazano na slici \ref{slika:high2}. Potreban napon za pobudu je obezbeđen na isti način kao i kod kola sa slike \ref{slika:high1}, te treba voditi računa o istom problemu dopunjavanja kondenzatora u slučaju rada konvertora u diskontinualnom režimu. 

Razlika između kola sa slike \ref{slika:high1} i slike \ref{slika:high2} je u načinu punjenja i pražnjenja gejta prekidačkog tranzistora. U slučaju kola sa slike \ref{slika:high2}, gejt se puni preko regenerativnog kola (kola sa pozitivnom povratnom spregom) koje čine Q1, Q2, $R_D$ i $R_E$, koje se ponaša slično tiristoru i pobuđeno je preko otpornika $R_B$. Gejt se prazni preko diode D2 i tranzistora Q3. Tranzistor Q3 je pobuđen impulsima $v_S$, koji su kao i u slučaju kola sa slike \ref{slika:high1} logički komplement stanja prekidačkog MOSFET-a. Na ovaj način je postignuto brže uključivanje prekidačkog tranzistora.

Isto kao i u slučaju kola sa slike \ref{slika:high1}, mogu se koristiti otpornici $R_a$ i $R_b$ na isti način kao i u šemi sa slike \ref{slika:drive} u cilju ograničavanja struje gejta i obezbeđivanja pražnjenja gejta po isključenju sistema.

Za pobudu gornjeg tranzistora, danas na raspolaganju stoji niz integrisanih kola kojima je potrebno spolja dodati kondenzator $C_A$, obično još i otpornik $R_C$ sa diodom D1, a po potrebi i otpornike $R_a$ i $R_b$ vezane kao na slici \ref{slika:drive}. Ipak, relativno često nije na raspolaganju integrisano kolo za pobudu sa karakteristikama kakve su potrebne za specifičnu primenu (baš takvo kolo kakvo je potrebno se ne proizvodi u integrisanoj tehnologiji), pa ima smisla realizovati pobudu primenom diskretnih komponenata.

\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[width=\textwidth]{highside2.ps} 
	\caption{Kolo za pobudu gornjeg tranzistora, verzija 2.}
	\label{slika:high2}
\end{figure}

\end{document}