Jaki jest cel diody i rezystora równolegle na SMPS?

9

Podczas czytania schematów z kilku zasilaczy impulsowych telewizorów LCD zauważyłem, że pin, który dostarcza impuls PWM do bramki MOSFET, ma równolegle diodę i rezystor.

Niektóre diagramy tego nie mają. Ale jest ich wiele. Myślę, że jest to pewna ochrona sterownika przed kontrolerem IC.

Chociaż nie jestem pewien. Na pierwszym schemacie są równolegle diody i rezystora, a na drugim nie ma.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

wprowadź opis zdjęcia tutaj

NIN
źródło

Odpowiedzi:

14

Chodzi o to, aby MOSFET wyłączał się szybciej niż się włącza. Gdy MOSFET jest włączony „on”, ładunek bramki jest dostarczany przez (powiedzmy) R915 + R917 = 51,7 oma.

Kiedy się wyłącza, ładunek bramki jest zasysany przez diodę szeregowo z rezystorem 4,7 oma.

Możesz pomyśleć o bramie wyglądającej trochę jak duży kondensator (pojemność źródła bramkowego plus zwykle znacznie większy element z pojemności drenowej bramki, ten drugi ma większy wpływ ze względu na efekt Millera - drenaż zwykle zmienia potencjał o znacznie większą kwotę, zwielokrotniając efekt pojemności drenu.

W przypadku FMV111N60ES opłata za bramę może wynosić nawet 73nC.

Można to wykorzystać, aby zapobiec jednoczesnemu włączeniu dwóch MOSFET-ów, powodując strzelanie (co marnuje energię i może uszkodzić MOSFET-y) lub po prostu nieco lepiej kontrolować przebiegi.

Spehro Pefhany
źródło
1
Spehro Na drugim schemacie rezystor 10 omów od sterownika 1533 do bramki mosfet. Dlaczego nie po prostu umieścić pinouta bezpośrednio w bramce mosfetu?
NIN
Aby spowolnić przełącznik MOSFET. Jeśli MOSFET przełącza się zbyt szybko, może powodować problemy, takie jak odbijanie źródła pod ziemią na tyle, aby uszkodzić sterownik (z powodu indukcyjności w źródłowym obwodzie zasilania) i powodować więcej EMI niż to konieczne. Oczywiście wolniejsze przełączanie oznacza większe straty przełączania, ale inżynieria wymaga kompromisów.
Spehro Pefhany
2
Spehro. Twoja pomoc była wyjątkowo przydatna. Nie mam słów, aby ci podziękować. Ponieważ to pytanie jest tak szczegółowe, prawie niemożliwe jest znalezienie go w Internecie.
NIN
Jedno pytanie: kiedy mówisz „aby wolniej przełączać MOSFET”, masz na myśli, że rezystor powoduje, że nachylenie MOSFET (zmiana między włączaniem i wyłączaniem) jest dłuższe, na przykład 2 nS do 20 nS?
NIN
Tak, to jest poprawne. Zobacz odniesienia takie jak to: ti.com/lit/an/slla385/slla385.pdf i ten ti.com/lit/an/slyt664/slyt664.pdf .
Spehro Pefhany
2

Oprócz doskonałej odpowiedzi Spehro istnieje jeszcze kilka innych czynników.

Emisje RF z obwodów rosną wraz z urządzeniami szybko przełączającymi się, ale istnieją również ograniczenia sterowników bramek. Ponieważ tranzystory sterują obciążeniami indukcyjnymi, szybsze przełączanie w rzeczywistości nie zwiększy wydajności danego obwodu. Obwód jest dostrojony do pracy z określoną częstotliwością, więc szybsze przełączanie może prowadzić do wyższych kosztów kierowcy bez żadnych korzyści.

Kontekst zmienia się diametralnie, gdy zastąpisz MOSFET tranzystorem GAN-HEMT, ponieważ mogą one obsługiwać wyższe obciążenia i przełączać się przy znacznie wyższych prędkościach, przełączanie zasilaczy z zakresu KW 500 kHz nie jest niespotykane. To wtedy odbicie od ziemi i emisje RF mogą stać się poważnym problemem głowy.

Piotr
źródło
Łał! Imponujące! Czy możesz polecić jakąkolwiek notatkę dotyczącą zastosowania, aby przeczytać więcej o odbiciu od ziemi i częstotliwości radiowej przy dużych obciążeniach?
Pranav