Правильный способ подключения логического GND / силового GND на драйвере MOSFET


8

Я пытаюсь построить полумост, используя драйвер мосфета IR21844, я прочитал таблицы данных и советы по дизайну, а также некоторые темы на этом форуме. Единственное, что я до сих пор не могу получить - это отдельные выводы GND между логикой и мощностью.

Я цитирую статью: «У IR21844 есть два разных основания: одно для логики, а другое для мощности. Гипотетически им разрешено разделять на 5 Вольт, обеспечивая некоторое подобие изоляции между логикой и питанием».

Я также подтвердил это, посмотрев на абзац № 97-3 стр. 2 абзаца под названием Vs undershoot. Дизайнерский совет 97-3

Я понял, что 2 контакта Vss и Com должны быть подключены (потому что это неизолированный драйвер), но как и где?

Мое предложение сейчас состоит в том, чтобы не подключать их на печатной плате под микросхемой, а вместо этого соединить контакт Vss с логическим GND микроконтроллера и контакт Com с нижним источником Mosfet и позволить двум GND соединиться на батарее.

Я прилагаю пример схемы схемы, которая максимально упрощена, чтобы показать только необходимые элементы, пожалуйста, предоставьте свое понимание и исправьте меня, если я ошибаюсь.

Я также сомневаюсь, что требуется конденсатор между контактом 7 (15 В) и контактом 3 (Vss), как показывает таблица, но не объясняет.

IR21844 данные

введите описание изображения здесь

заранее спасибо


Я думаю, что ссылка на цитируемую статью может быть полезной. Также ссылка на лист данных.
Энди ака

Ответы:


17

Я ответил на вопрос, очень похожий на этот, здесь ( Как правильно спроектировать разделение заземляющей плоскости для микросхемы Texas Instruments TPS63060? ), Но я настрою для вас ответ здесь.

IRF просит вас сохранять эти основания «раздельными» в том смысле, что они не хотят (например, 5А) тока, протекающего через выходные переключатели / каскады, возмущать заземление, которое IC использует для своего контура управления слабым сигналом ,

Иллюстрация индуцированного отказов земли.

Допустим, ваша заземляющая плоскость / медь имеет сопротивление 0,010 Ом (что глупо для медной плоскости). Допустим, в понижающем преобразователе ваш нижний синхронный переключатель включается, и ток через синие стрелки протекает там. С учетом сопротивления плоскости (без учета индуктивности) закон Ома говорит нам, что произойдет падение на 50 мВ. Соседним компонентам, которые прикреплены к плоскости заземления вблизи пути, по которому течет ток, заземление будет нарушено потоком тока (примечание: одна из самых простых вещей, которую может сделать разработчик, - это просто разместить чувствительные схемы физически отдельно от областей с высокой мощностью ).

IR21844 Схема применения

Красная линия представляет ток, когда нижний транзистор включен. Если этот транзистор переключается, скажем, на 5-10 А (как предложено выше), вы увидите падение напряжения на вашей плоскости GND, особенно вблизи этого транзистора.

Почему это важно?

введите описание изображения здесь

Зеленая часть схемы, которую я обвел, является драйвером внутреннего затвора для этой части. Его цель в жизни - принять входной сигнал логического уровня на входе IN и превратить его в сигнал, который может управлять внешним полевым МОП-транзистором. Так как это нижняя сторона, ему не нужен зарядный насос или что-то необычное.

Однако посмотрите на землю части и синюю стрелку. Это представляет текущий путь, когда ваш драйвер пытается отключить нижний MOSFET. Напомним, что MOSFET контролируется VGS или напряжением затвора к источнику. Когда это напряжение выше определенного порога, транзистор включен. Когда он ниже, транзистор должен быть выключен. Этот драйвер пытается сделать это как можно быстрее и аккуратнее, чтобы избежать таких нежелательных эффектов, как включение эффекта Миллера .

Источником вашего МОП-транзистора с низкой стороны является «силовой» GND, который будет видеть сильные токи. Вы хотите, чтобы ваш водитель, так сказать, «ездил на бронзовой подвеске», чтобы при попытке подвести VGS к нулю, он управлял полем MOSFET с тем же потенциалом, что и его источник MOSFET. Если он был привязан к узлу GND, потенциал которого не равен источнику (например, GND на другой стороне чипа), вы можете фактически получить VGS (когда он выключен), который равен - / + несколько сотен милливольт вместо 0В.

Итак, что вы действительно хотите здесь сделать, так это подключить контакт COM исключительно к источнику MOSFET самым прямым способом - не переходите непосредственно к плоскости GND. Вы хотите, чтобы ток протекал из исходного узла MOSFET («power GND») в COM-узел.

Наконец, давайте посмотрим на узел VSS:

введите описание изображения здесь

Это ссылка на логическом уровне для входящего ШИМ-сигнала - достаточно простая. Триггер Шмитта будет использовать этот узел в качестве сравнения, чтобы увидеть, соответствуете ли вы требованиям VIH / VIL и хотите ли вы, чтобы в драйвер входили «1» или «0». В идеале это тот же потенциал, что и у микропроцессора / что бы ни управляло этим чипом.

Итак, подведем итог : введите описание изображения здесь

  • у вас должен быть конденсатор между контактами 7 и 3, это локальный разделительный конденсатор для внутренней логики. Один 0.1uF должен быть в порядке.
  • COM-узел можно рассматривать как возврат «драйвера затвора нижней стороны», и на него следует ссылаться как можно ближе к потенциалу источника MOSFET.
  • сильные токи, протекающие в печатной плате, не позволяют предположить, что GND везде одинаковый потенциал

Так что то, что у вас есть для вашего COM-соединения, правильно, IMO.


Спасибо за хороший подробный ответ, это то, что я ожидал. Я буду ждать других мнений / ответа, прежде чем я решу для лучшего ответа.
ElectronS

Нет проблем! Возможно, я бы предложил переименовать ваш вопрос в «Правильный способ подключения логической GND / power GND в драйвере MOSFET» или аналогичный, чтобы помочь людям, которые ищут в будущем похожий вопрос, поскольку это, конечно, относится ко многим устройствам, а не только к этому. Часть IRF.
Крунал Десаи

Хорошее предложение, сделаем
ElectronS
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.