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2020.07.22 AC/DC
・BM1R00147F透過DRAIN引腳的電壓來控制二次側MOSFET M2的閘極。
・DRAIN引腳的檢測電平非常低,僅為幾mV,會誤檢測到MOSFET M2切換時的微量突波電壓。
・作為對策,需要在DRAIN引腳添加用來吸收突波的電阻和二極體。
上一篇文章作為同步整流部分設計的開頭,介紹了確定設計所用的電源IC相關內容。本文開始進入所選電源IC BM1R00147F的週邊電路零件的選擇部分。本文介紹DRAIN引腳的D1、R1、R2。
同步整流電路部分:週邊電路零件的選擇-DRAIN引腳的D1、R1、R2
下面是DRAIN引腳沒有突波對策時的電路和波形圖範例。
VDS2的波形(淺藍色)中,在上升沿產生了突波(或尖峰)。這會導致誤檢測,VGS2(紫色)在比本來所需時間短的時間關斷了。
下面是作為該突波的對策,在DRAIN引腳添加了D1、R1、R2後的電路和波形圖範例。
突波因D1、R1、R2而受到抑制,VDS2的檢測正常,VGS2也變為正常波形。
至此,您應該瞭解插入D1、R1、R2的目的和效果了,下面介紹它們的具體常數設定。
■二極體D1
二極體D1為MOSFET導通時的電流路徑。在電路圖中僅僅是二極體的符號,請選用正向電壓Vf低的小訊號蕭特基二極體(SBD)。另外,DRAIN引腳的電阻高,因此D1無需VDS2以上的耐壓,可選用低耐壓產品。在該設計案例中,選用ROHM生產的RB751VM-40(VR=30V、IO=30mA、Vf MAX=0.37V)。
■R1
R1是VDS2檢測濾波器用電阻。請插入300Ω~2kΩ左右的電阻。需要根據VDS2的波形和VGS2的波形進行選擇。在該設計案例中是1kΩ。另外,關於R1的常數設定,計畫另行詳細介紹。
■R2
R2是限流電阻。在二次側MOSFET M2電流IFET2開始流動的瞬間,二次側MOSFET M2處於OFF狀態,因此IFET2會流過二次側MOSFET M2的本體二極體,故VDS2=-Vf_M2(MOSFET M2的本體二極體的Vf)。IC的DRAIN引腳變為負電壓,因此從IC流出電流Id。(參見下圖)
為了保護IC,R2的選擇需要滿足此時流過的電流Id在6mA以下。R2可透過以下公式計算出來。
當MOSFET M2的本體二極體的Vf最大值Vf_M2 MAX為1.2V、D1的Vf最小值Vf_D1_MIN=0.2V、IC內部ESD二極體的Vf最小值Vf_ESD_MIN=0.4V時,R2>100Ω。
考慮到餘量,選擇150Ω。