MOSFET 구동 문제
이 MOSFET 드라이버 IC 16 핀 패키지가 있습니다.
사양-최대 드레인 전압 16V. 최대 드레인 전류 7.5A
편집하다:
회로도 :
이 30V 3A / 6A 전원 공급 장치- 전원 공급 장치 데이터 시트 에서 MOSFET 게이트 (핀 1)에 외부 5V 입력을 제공합니다.
따라서 전원 공급 장치의 게이트에 5V를, 다른 유사한 전원 공급 장치의 MOSFET (TAB = Vcc) 드레인에 16V를 제공합니다. I IC의 출력 핀 (핀 9-16) 사이에 7.5A의 부하를 접지에 연결했습니다. (사용 된 전자 부하-정전류)
MOSFET의 게이트 전압을 켜고 끕니다. 그러나 MOSFET에 대한 5V 입력을 끄면 다음과 같은 전압이 발생합니다 (떨어지는 동안 이상한 스위칭 동작 관찰).
드레인 전압 Vcc = 16V 인 경우
그러나 드레인 전압을 Vcc = 9V로 줄이면
나는 이것을 얻는다,
높은 Vcc를 IC에 제공 할 때이 동작이 발생하는 이유를 이해할 수 없습니다.
그런 다음 전원 공급 장치 (IC의 인 에이블 게이트에 연결된 채널)의 하강 시간을 확인합니다.
낙하 시간은 매우 높았습니다. 50ms 정도입니다.
그런 다음 AFG1062 함수 발생기를 사용하여 입력을 IC의 게이트에 제공했습니다 .
FG의 하강 시간을 확인했습니다. 약 1ms였습니다.
그래서 이제 FG 자체를 사용하여 게이트 입력을 제공하고 다른 전원 공급 장치를 사용하여 드레인 전압 Vcc를 16V로 설정했습니다.
이제 게이트 비활성화 시간 동안 이상한 스위칭 동작이 발생하지 않습니다.
내 질문 :
FG 대신 전원 공급 장치를 사용할 때 낙하 기간 동안 이상한 스위칭 동작이 나타나는 이유는 무엇입니까? IC의 게이트 입력에 낮은 하강 시간을 제공하면 문제를 해결할 수 있다고 생각했습니다. 하지만 50ms 정도의 높은 하강 시간을 주면 어떻게 될까요? 전원 매뉴얼에서 하강 시간이나 전압 강하 파라미터를 찾아 보려고했지만 찾을 수 없었습니다. 누군가 이런 일이 발생하는 이유와이 동작을 이해하는 방법을 설명 할 수 있습니까? 여기서 무엇을 찾아야합니까?
Vcc = 9V가 아닌 Vcc = 16V에서만 이상한 동작이 발생하는 이유는 무엇입니까?
전원 공급 장치가 FG에 비해 상승 시간과 하강 시간이 높은 이유는 무엇입니까? 실제로 일반 전자 제품에서도 상승 및 하강 시간의 가치를 결정하는 것은 무엇입니까?
내 의심을 명확히하도록 도와주세요.
답변
일반적으로 전원 공급 장치에는 FG에없는 스위칭 회로에서 발생하는 스파이크를 필터링하기위한 큰 커패시터가 있습니다. FG는 내부적으로 "푸시-풀"회로처럼 작동하여 입력 핀 전압이 gnd 레벨에 도달하도록합니다. 그런 다음 uC를 사용하는 경우 "push-pull"기능을 위해 GPIO 핀을 선택해야합니다.
데이터 시트에서 :
이 장치는 ST 독점 VIPower® M0-7 기술을 사용하여 제조되고 PowerSSO-16 패키지에 포함 된 단일 채널 하이 사이드 드라이버입니다.
핀 9, 10, 11 및 12는 내부적으로 연결됩니다. 핀 13, 14, 15 및 16은 내부적으로 연결됩니다. 모든 출력 핀은 PCB에서 함께 연결되어야합니다.
하나의 MOSFET이라면 모두 내부적으로 연결됩니다. 나는 그것이 병렬로 두 개의 MOSFET을 의심하고 당신이 그것을 해제로, 하나는 인해 약간의 차이로 다른 원인이 기생 진동 전에 해고 \$V_{GS}\$.
에서 UM1922 사용 설명서 VIPower® M0-7 표준 하이 사이드 드라이버 하드웨어 디자인 가이드
VIPower® 병렬 하이 사이드 드라이버는 7 세대 스마트 파워 드라이버 (내부적으로 M0-7이라고 함)에 도달했습니다.
8.4 출력 병렬화
더 높은 전류 용량이 필요한 경우 일반적으로 출력 병렬화 (한 장치 내)가 고려됩니다.
다시 말하지만 이것은 나의 추측 일뿐입니다. 그러나 그것은 당신이보고있는 울림을 설명합니다. 9V가 아닌 16V에서만 발생하는 이유를 설명합니다. 16V는 9V보다 dv / dt가 더 큽니다.
에서 병렬 MOSFET을 사이에 기생 진동을 제거 애플리케이션 노트 APT-0402
기생 진동에 대한 에너지는 게이트가 아닌 드레인에서 나온다는 점에 유의해야합니다. 스위칭 과도 상태 동안 드레인-소스 전압의 급격한 변화는 드레인에서 역 전송 커패시턴스를 통해 게이트 회로로 전류를 유도합니다. dv / dt가 충분히 높으면 게이트에 주입되는 전류의 크기가 게이트 임피던스 (MOSFET의 등가 게이트 저항, 패키지의 본드 와이어, 회로의 표유 인덕턴스 및 게이트)에 전압을 축적하기에 충분할 수 있습니다. 저항). 이로 인해 MOSFET 중 하나가 더 완전히 향상되어 (자체 켜짐) 전류 공유 및 각 MOSFET 다이의 드레인 전압에서 갑작스런 불균형이 발생합니다.
FG와 전원 공급 장치는 동일한 기능을 수행하지 않습니다. FG는 작은 부하를 위해 설계되었으므로 급격한 전환이 있습니다. 전원 공급 장치 구동 부하와 날카로운 에지는 EMI를 유발하는 경향이 있으므로 에지 전환을 부드럽게하기 위해 커패시터와 인덕터가 사용됩니다.
2 개의 100nF와 2 개의 1 \$\mu\$시리즈의 F. 이로 인해 유효 커패시턴스가 50nF 및 0.5 \$\mu\$F. 이것이 당신이 원하는 것입니까? 데이터 시트는 100nF를 보여줍니다.
데이터 시트에 \$D_{ld}\$\ 사이$V_{CC}\$그리고 GND는 당신의 회로도에서 볼 수 없습니다. 데이터 시트에이 다이오드에 대한 정보가 없습니다.
에서 자동차를위한 하이 사이드 드라이버 : 애플리케이션 노트 VIPOWER - AN1596
낮은 에너지 스파이크 및 부하 덤프로부터 보호
이것은 교류 발전기에 의해 충전되는 동안 배터리가 분리되었을 때 발생합니다. 전압 스파이크는 약 ½ 초의 지속 시간에 도달 할 수 있으며 교류 발전기의 낮은 소스 임피던스로 인해 고 에너지 특성을 갖습니다. 중앙 집중식 클램프 회로가 제공되지 않거나 ISO7637 정격 장치가 사용되지 않는 경우, 과도 전압 배터리를 고정하기 위해 외부 제너 Dld 다이오드가 필요합니다 (그림 7 참조). 이는로드 덤프에 대한 내부 보호가 더 큰 다이 크기를 필요로하므로 모듈 수준 보호를 적용하는 것보다 비용이 높기 때문입니다.
이제 소스는 배터리가 아니고 부하가 유도 성이 아니지만 7.5A에서 0으로 이동합니다. 이것이 전원 공급 장치에 어떤 영향을 미칠지 알 수 없지만 \$D_{ld}\$ 보호를 제공하지 않으며 문제의 일부일 수 있습니다.