ปัญหาการขับขี่ MOSFET
ฉันมีแพ็คเกจ MOSFET Driver IC 16 Pin นี้
ข้อมูลจำเพาะ - แรงดันท่อระบายน้ำสูงสุด 16V กระแสไฟสูงสุด 7.5A
แก้ไข:
แผนผัง:
ฉันกำลังให้อินพุต 5V ภายนอกแก่ประตู MOSFET (ที่พิน 1) จากแหล่งจ่ายไฟ 30V 3A / 6A - เอกสารข้อมูลแหล่งจ่ายไฟ
ดังนั้นฉันจึงให้ 5V ไปที่ประตูจากแหล่งจ่ายไฟและ 16V ไปยังท่อระบายน้ำของ MOSFET (TAB = Vcc) จากแหล่งจ่ายไฟอื่นที่คล้ายกัน ฉันเชื่อมต่อโหลด 7.5A ระหว่างพินเอาต์พุตของ IC (พิน 9 -16) กับกราวด์ (โหลดอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ - กระแสคงที่)
ฉันเปิดและปิดแรงดันประตูไปที่ MOSFET แต่เมื่อฉันปิดอินพุต 5V ไปยัง MOSFET ฉันได้รับแรงดันไฟฟ้าเช่นนี้ (สังเกตพฤติกรรมการเปลี่ยนแปลก ๆ ระหว่างการตก):
ถ้า Drain Voltage Vcc = 16V
อย่างไรก็ตามหากฉันลดแรงดันท่อระบายน้ำเป็น Vcc = 9V
ฉันได้รับสิ่งนี้
ฉันไม่เข้าใจว่าเหตุใดจึงเกิดพฤติกรรมนี้ขึ้นเมื่อฉันให้ High Vcc กับ IC
จากนั้นตรวจสอบเวลาตกของแหล่งจ่ายไฟ (ช่องที่เชื่อมต่อกับประตูเปิดใช้งานของ IC)
เวลาตกสูงมาก ชอบตามลำดับ 50ms.
จากนั้นฉันให้อินพุตไปที่เกทของ IC โดยใช้AFG1062ตัวสร้างฟังก์ชัน
ฉันตรวจสอบเวลาตกของ FG มันอยู่ที่ประมาณ 1ms
ตอนนี้ฉันให้อินพุตประตูโดยใช้ FG เองและตั้งค่าแรงดันท่อระบายน้ำ Vcc เป็น 16V โดยใช้แหล่งจ่ายไฟอื่น
ตอนนี้ฉันไม่ได้รับพฤติกรรมการสลับแปลก ๆ ในช่วงเวลาปิดการใช้งานประตู
คำถามของฉัน:
เหตุใดฉันจึงได้รับพฤติกรรมการสลับแปลก ๆ ในช่วงฤดูใบไม้ร่วงเมื่อฉันใช้ Power Supply แทน FG ฉันคิดว่าฉันสามารถแก้ปัญหาได้ถ้าฉันให้เวลาตกต่ำกับอินพุตเกตของ IC แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันให้เวลาตกสูงมากเป็นลำดับ 50ms? ฉันพยายามค้นหาเวลาตกหรือพารามิเตอร์แรงดันตกในคู่มือการจ่ายไฟ แต่ไม่พบ ใครช่วยอธิบายหน่อยได้ไหมว่าทำไมจึงเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นและจะเข้าใจพฤติกรรมนี้ได้อย่างไร ฉันควรมองหาอะไรที่นี่?
เหตุใดพฤติกรรมแปลก ๆ จึงเกิดขึ้นที่ Vcc = 16V เท่านั้นไม่ใช่เมื่อ Vcc = 9V
เหตุใดอุปกรณ์จ่ายไฟจึงมีเวลาขึ้นและลงสูงเมื่อเทียบกับ FG อะไรเป็นตัวกำหนดค่าของเวลาขึ้นและลงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปด้วย
โปรดช่วยไขข้อสงสัยของฉันให้กระจ่าง
คำตอบ
โดยทั่วไปเพาเวอร์ซัพพลายมีตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพื่อกรองเดือยที่มาจากวงจรสวิตชิ่งซึ่ง FG ไม่มี ภายใน FG จะทำหน้าที่เหมือนวงจร "push-pull" ที่บังคับให้แรงดันขาอินพุตถึงระดับ gnd จากนั้นหากคุณใช้ uC ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือกพิน GPIO เป็นฟังก์ชัน "push-pull"
จากเอกสารข้อมูล:
อุปกรณ์นี้เป็นไดรเวอร์ด้านสูงช่องสัญญาณเดียวที่ผลิตโดยใช้เทคโนโลยีVIPower® M0-7 ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ ST และอยู่ในแพ็คเกจ PowerSSO-16
พิน 9, 10, 11 และ 12 เชื่อมต่อภายใน หมุด 13, 14, 15 และ 16 เชื่อมต่อภายใน ต้องเชื่อมต่อพินเอาต์พุตทั้งหมดเข้าด้วยกันบน PCB
ถ้าเป็น MOSFET หนึ่งเครื่องทุกอย่างจะเชื่อมต่อภายใน ฉันสงสัยว่ามันเป็น MOSFET สองตัวในแบบคู่ขนานและเมื่อคุณปิดเครื่องหนึ่งจะถูกยิงก่อนอีกอันทำให้เกิดการสั่นของปรสิตเนื่องจากความแตกต่างกันเล็กน้อย\$V_{GS}\$.
จากคู่มือผู้ใช้ UM1922 คู่มือการออกแบบฮาร์ดแวร์ไดรเวอร์ด้านสูงมาตรฐานVIPower® M0-7
ไดรเวอร์ไฮไซด์คู่ขนาน VIPower® มาถึงรุ่นที่ 7 ของไดรเวอร์พลังงานอัจฉริยะ (ภายในเรียกว่า M0-7)
8.4 การขนานของเอาต์พุต
โดยปกติแล้วการต่อเอาต์พุตแบบขนาน (ภายในอุปกรณ์เดียว) จะถูกพิจารณาเมื่อต้องการความสามารถในปัจจุบันที่สูงขึ้น
อีกครั้งนี่เป็นเพียงการคาดเดาในส่วนของฉัน แต่มันอธิบายเสียงเรียกเข้าที่คุณเห็น เพื่ออธิบายว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้นที่ 16V เท่านั้นไม่ใช่ที่ 9V 16V จะมี dv / dt ที่ใหญ่กว่า 9V
จากหมายเหตุการใช้งาน APT-0402 การขจัดการสั่นของปรสิตระหว่าง MOSFET แบบขนาน
สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าพลังงานสำหรับการสั่นของปรสิตมาจากท่อระบายน้ำไม่ใช่จากประตู การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของแรงดันไฟฟ้าที่มาของท่อระบายน้ำในระหว่างการเปลี่ยนชั่วคราวจะทำให้เกิดกระแสจากท่อระบายน้ำผ่านความจุการถ่ายโอนย้อนกลับไปยังวงจรประตู ถ้า dv / dt สูงพอขนาดของกระแสที่ฉีดไปยังเกตก็เพียงพอที่จะสร้างแรงดันไฟฟ้าข้ามอิมพีแดนซ์เกต (ความต้านทานเกตที่เท่ากันในมอสเฟต, สายไฟในแพ็คเกจ, การเหนี่ยวนำหลงทางในวงจรและเกต ความต้านทาน). สิ่งนี้สามารถทำให้หนึ่งใน MOSFET ได้รับการปรับปรุงอย่างเต็มที่มากขึ้น (เปิดตัวเอง) ทำให้เกิดความไม่สมดุลอย่างกะทันหันในการแบ่งปันกระแสและแรงดันท่อระบายน้ำที่จุดตายของแต่ละ MOSFET
FG และ Power Supply ไม่ทำหน้าที่เหมือนกัน FG ได้รับการออกแบบมาสำหรับโหลดขนาดเล็กดังนั้นจึงมีการเปลี่ยนที่คม พาวเวอร์ซัพพลายไดรฟ์โหลดและขอบคมมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิด EMI ดังนั้นจึงใช้ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเพื่อลดการเปลี่ยนขอบ
คุณมี 2 100nF และ 2 1 \$\mu\$F ในซีรีส์ สิ่งนี้ทำให้ความจุที่มีประสิทธิภาพ 50nF และ 0.5 \$\mu\$F. นี่คือสิ่งที่คุณต้องการหรือไม่? แผ่นข้อมูลแสดง 100nF
แผ่นข้อมูลแสดง\$D_{ld}\$ระหว่าง\$V_{CC}\$และ GND ซึ่งฉันไม่เห็นในแผนผังของคุณ ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับไดโอดนี้ในแผ่นข้อมูล
จากAN1596 - APPLICATION NOTE VIPower: HIGH SIDE DRIVERS FOR AUTOMOTIVE
ป้องกันการกระเพื่อมของพลังงานต่ำและการถ่ายโอนข้อมูล
สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อถอดแบตเตอรี่ออกในขณะที่กำลังชาร์จโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ แรงดันไฟฟ้าที่ขัดขวางสามารถเข้าถึงระยะเวลาประมาณ½วินาทีและมีลักษณะพลังงานสูงเนื่องจากอิมพีแดนซ์ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับต่ำ ในกรณีที่ไม่มีวงจรแคลมป์รวมศูนย์หรือไม่ได้ใช้อุปกรณ์ที่ได้รับการจัดอันดับ ISO7637 จำเป็นต้องใช้ไดโอด zener Dld ภายนอกเพื่อยึดแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าชั่วคราว (ดูรูปที่ 7) สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากการป้องกันภายในจากการถ่ายโอนข้อมูลจะต้องใช้ขนาดของแม่พิมพ์ที่ใหญ่กว่าและ - ดังนั้น - ต้นทุนที่สูงกว่าการป้องกันระดับโมดูล
ตอนนี้แหล่งที่มาไม่ใช่แบตเตอรี่และโหลดไม่ได้เป็นอุปนัย แต่คุณกำลังเปลี่ยนจาก 7.5A เป็น 0 ไม่รู้ว่าสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อแหล่งจ่ายไฟอย่างไร แต่ไม่มี\$D_{ld}\$ ไม่มีการป้องกันใด ๆ และอาจเป็นส่วนหนึ่งของปัญหาของคุณ