MOSFET Problema de conducción
Tengo este MOSFET Driver IC Paquete de 16 pines
Especificación - Voltaje máximo de drenaje 16V. Corriente de drenaje máxima 7.5A
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Esquema:
Estoy dando una entrada externa de 5V a la puerta MOSFET (en el pin 1) desde esta fuente de alimentación de 30V 3A / 6A - Hoja de datos de la fuente de alimentación
Entonces, estoy dando 5V a la puerta de la fuente de alimentación y 16V al drenaje del MOSFET (TAB = Vcc) de otra fuente de alimentación similar. Conecté una carga de 7.5A entre los pines de salida del IC (pines 9-16) a tierra. (Carga electrónica utilizada - Corriente constante)
Enciendo y apago el voltaje de la compuerta al MOSFET. Pero cuando apago la entrada de 5V al MOSFET, obtengo voltajes como este (observando un comportamiento de conmutación extraño durante la caída):
Si voltaje de drenaje Vcc = 16V
Sin embargo, si reduzco el voltaje de drenaje a Vcc = 9V
Lo entiendo esto
No puedo entender por qué ocurre este comportamiento cuando doy Vcc alto al IC.
Luego, para verificar el tiempo de caída de la fuente de alimentación (el canal que estaba conectado a la puerta de habilitación del IC)
El tiempo de caída fue muy alto. Como en el orden de 50ms.
Luego, le di la entrada a la puerta del IC usando AFG1062 un generador de funciones.
Comprobé el tiempo de caída del FG. Fue alrededor de 1 ms.
Entonces, ahora di la entrada de la puerta usando el FG mismo y configuré el voltaje de drenaje Vcc en 16V usando otra fuente de alimentación.
Ahora, no obtengo el comportamiento de conmutación extraño durante el tiempo de desactivación de la puerta.
Mis preguntas :
¿Por qué obtuve ese comportamiento de conmutación extraño durante la caída cuando usé la fuente de alimentación en lugar de FG? Pensé que podría resolver el problema si proporciono tiempos de caída bajos a la entrada de la puerta del IC. Pero, ¿qué pasa si le doy un tiempo de caída tan alto del orden de 50 ms? Intenté buscar el tiempo de caída o el parámetro de caída de voltaje en el manual de la fuente de alimentación, pero no pude encontrarlo. ¿Alguien puede explicarme por qué sucede esto y cómo entender este comportamiento? ¿Qué debo buscar aquí?
¿Por qué ese comportamiento extraño estaba ocurriendo solo en Vcc = 16V y no cuando Vcc = 9V?
¿Por qué las fuentes de alimentación tienen tiempos de subida y bajada elevados en comparación con un FG? ¿Qué determina realmente el valor del tiempo de subida y bajada también en la electrónica general?
Ayúdame a aclarar mis dudas.
Respuestas
Las fuentes de alimentación, en general, tienen un condensador grande para filtrar los picos que provienen de sus circuitos de conmutación, que FG no tiene. El FG actuará internamente como un circuito "push-pull", que fuerza al voltaje del pin de entrada a alcanzar el nivel de tierra. Luego, si está utilizando un uC, asegúrese de seleccionar el pin GPIO para la funcionalidad "push-pull".
De la hoja de datos:
El dispositivo es un controlador de lado alto de un solo canal fabricado con tecnología VIPower® M0-7 patentada por ST y alojado en un paquete PowerSSO-16.
Los pines 9, 10, 11 y 12 están conectados internamente; Los pines 13, 14, 15 y 16 están conectados internamente; Todos los pines de salida deben estar conectados juntos en PCB.
Si fuera un MOSFET, todos estarían conectados internamente. Sospecho que son dos MOSFET en paralelo y, cuando lo apagaste, uno se disparó antes que el otro causando una oscilación parasitaria debido a un \$V_{GS}\$.
De UM1922 Manual de usuario VIPower® M0-7 guía de diseño de hardware de controladores de lado alto estándar
Los controladores de alto nivel en paralelo VIPower® han alcanzado la séptima generación de controladores de energía inteligentes (internamente llamados M0-7).
8.4 Paralelo de salidas
El paralelo de salidas (dentro de un dispositivo) generalmente se considera cuando se necesita una mayor capacidad de corriente.
Una vez más, esto es solo una especulación de mi parte. Pero sí explica el timbre que está viendo. Explicar por qué solo ocurre a 16 V y no a 9 V. 16V tendría un dv / dt mayor que 9V.
De la nota de aplicación APT-0402 Eliminación de la oscilación parasitaria entre MOSFET paralelos
Es importante notar que la energía para la oscilación parasitaria proviene del drenaje y no de la puerta. El cambio rápido en el voltaje de la fuente de drenaje durante un transitorio de conmutación induce una corriente desde el drenaje a través de la capacitancia de transferencia inversa al circuito de la puerta. Si el dv / dt es lo suficientemente alto, la magnitud de la corriente inyectada a la puerta puede ser suficiente para acumular voltaje a través de las impedancias de la puerta (resistencia de puerta equivalente en el MOSFET, cables de enlace en el paquete, inductancias parásitas en el circuito y la puerta resistencia). Esto puede hacer que uno de los MOSFET se mejore más (se encienda), provocando un desequilibrio repentino en el intercambio de corriente y también en el voltaje de drenaje en el dado de cada MOSFET.
Un FG y una fuente de alimentación no cumplen la misma función. Los FG están diseñados para cargas pequeñas y, por lo tanto, tienen transiciones bruscas. Las fuentes de alimentación impulsan cargas y los bordes afilados tienden a causar EMI, por lo que se utilizan condensadores e inductores para suavizar las transiciones de los bordes.
Tienes 2 100nF y 2 1 \$\mu\$F en serie. Esto hace que su capacitancia efectiva sea 50nF y 0.5 \$\mu\$F. ¿Es esto lo que quieres? La hoja de datos muestra 100nF.
La hoja de datos muestra \$D_{ld}\$entre \$V_{CC}\$y GND, que no veo en su esquema. No hay información sobre este diodo en la hoja de datos.
Desde AN1596 - NOTA DE APLICACIÓN VIPower: CONDUCTORES LATERALES ALTOS PARA AUTOMOTRIZ
Protección contra picos de baja energía y descarga de carga
esto ocurre cuando la batería se desconecta mientras el alternador la carga. El pico de voltaje puede alcanzar una duración de aproximadamente ½ segundo y es de naturaleza de alta energía debido a la baja impedancia de fuente del alternador. Cuando no se proporciona un circuito de abrazadera centralizado o no se utilizan dispositivos con clasificación ISO7637, se necesita un diodo Zener Dld externo para sujetar la batería de voltaje transitorio (ver figura 7). Esto se hace porque una protección interna contra la descarga de carga requeriría un tamaño de matriz más grande y, por lo tanto, un costo más alto que colocar una protección a nivel de módulo.
Ahora, la fuente no es una batería y la carga no es inductiva, pero vas de 7.5A a 0. No tengo idea, qué impacto tendría esto en una fuente de alimentación, pero no \$D_{ld}\$ no ofrece ninguna protección y puede ser parte de su problema.