O que o resistor e o capacitor “opcionais” fazem neste circuito?

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Estou projetando um circuito que inclui um conversor de impulso com alguns componentes "opcionais" misteriosos e estou tentando decidir se deve ou não incluí-los. Alguém sabe o que eles fazem? No começo eu pensei que eles poderiam ser algum filtro, mas agora não tenho certeza. Aqui está a folha de dados do chip conversor FitiPower FP6717.

Circuito típico

dc-dc-converter boost Steve Marwin
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RC snubber. A folha de dados realmente não fornece dicas aqui sobre valores e usos?
winny
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Obrigado! Vou fazer uma pesquisa e ver se meu design precisa. Não, a folha de dados é muito simples.
Steve Marwin
Vi folhas de dados piores. A menos que você esteja fazendo milhões desses, você tem muitas opções de outros fornecedores com melhores guias de aplicativos e suporte.
winny

Respostas:

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O pino ao qual esse circuito RC se conecta é o pino LX e esse pino está conectado aos interruptores (um NMOS e um PMOS) deste conversor, consulte o diagrama de blocos, figura 3 na folha de dados.

Para manter a conversão do DCDC eficiente, esses comutadores são ligados / desligados rapidamente. Isso faz com que a tensão no pino LX suba e desça em alta velocidade. Esta inclinação acentuada causa emissões EMI (interferência eletromagnética). Portanto, o circuito irradiará sinais de RF.

Isso é normal e é esperado, e não precisa ser um problema, dependendo do seu aplicativo. Se for um problema, uma solução possível é tornar essas encostas íngremes um pouco mais lentas, é o que essa rede de amortecedores RC faz. Pode custar alguma eficiência de energia, por isso o circuito é opcional.

Outra solução poderia ser colocar esse conversor DCDC em uma gaiola blindada (gaiola de Faraday), que pode ser uma pequena cobertura de metal no PCB. Isso é usado em quase todos os smartphones, pois os conversores DCDC não devem atrapalhar a recepção do telefone.

Bimpelrekkie
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O único objetivo de um circuito amortecedor é mitigar a EMI? Estou lendo que eles também protegem o elemento de comutação de picos de tensão.
Steve Marwin
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Você está certo, isso também é verdade. Mas como você mencionou que o circuito é "opcional", os transistores de comutação devem poder lidar com os picos sem que a rede de amortecedores esteja presente. Em conversores DCDC de baixa tensão como o discutido aqui, os picos de tensão não devem ser um problema. A maioria dos projetos de baixa tensão como este não possui uma rede amortecedora, simplesmente não é necessária. Nos conversores DCDC de alta tensão (flyback), uma rede de amortecedor pode ser obrigatória, pois sem ela o transistor de comutação pode ser danificado.
Bimpelrekkie
@Bimpelrekkie Não são apenas conversores flyback, com certeza?
Lareira
@ Hearth De fato, não apenas conversores flyback. Mas eu vi redes snubber sendo usadas em conversores flyback, então eu as mencionei como um exemplo. Uma rede snubber pode ser usada em qualquer lugar onde for apropriado e necessário. Outro exemplo: dimmers baseados em TRIAC.
Bimpelrekkie
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Nesta aplicação específica, o uso de um amortecedor RC no nó SW é para evitar o estresse excessivo elétrico (EOS) do nó pin / SW LX.

O regulador de comutação de impulso FP6717 emprega um retificador síncrono para obter uma alta eficiência de conversão DC-DC. Uma ressalva de um retificador síncrono (passagem orientada pela lógica FET) geralmente é um tempo de ativação do retificador ainda mais lento em comparação com um diodo retificador de alta velocidade.

Observe a seguinte especificação de tensão máxima absoluta para o pino LX do FP6717 na folha de dados :
insira a descrição da imagem aqui

Agora, observe a seguinte cena do FP6717 operando em um circuito de demonstração de 5 V:

insira a descrição da imagem aqui

Observe que, por um breve período, o nó SW (pino LX) aumenta para 200 mV da tensão máxima absoluta do conversor.

Como o retificador síncrono do lado superior deve incluir um tempo morto-morto finito para evitar que os capacitores do filtro de saída sejam bloqueados inadvertidamente com a chave NMOS do lado inferior. Por um breve período, o indutor é autorizado a recuar no nó do comutador sem fixação (ou marginalmente através do diodo do corpo do conversor), resultando na EOS do IC do conversor.

O falecido Jim Williams criou uma boa nota de aplicação sobre um tópico muito semelhante, que se aplica igualmente bem aqui, intitulado: Falhas induzidas por tempo de ativação do diodo em reguladores de comutação

O snubber RC também ajuda na EMC, conforme descrito anteriormente, mas acredito que a EOS seja a motivação número 1 neste aplicativo.

sstobbe
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Já trabalhei com grandes fontes de energia de tiristores. Outro motivo para o circuito amortecedor limitar a taxa de mudança de tensão é que alguns componentes são sensíveis a dV / dt alto. Não que essa seja a razão nesta aplicação específica. Como outros já disseram, é mais para a EMI e para proteger contra picos transitórios.

James
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dVdt
Sim. Apenas percebi isso. É, como você disse, dV / dt. Embora isso me lembre da importância de minimizar qualquer indutância perdida, pois a rápida mudança na corrente causará picos de tensão mais altos que precisam ser desprezados / absorvidos / dissipados.
James
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Principalmente para a EMC. Teste o circuito a -25 graus Celsius e meça a EMC. Compare esta medida com a EMC a 25 Celsius (temperatura ambiente). Você verá uma diferença incrível.

Tivemos um caso na semana passada em que tivemos que diminuir a EMC de -91 dBm para -98 dBm para o cliente do Reino Unido. Fomos bem-sucedidos ao aumentar a ESR de tampas e bobinas. É verdade que a eficiência do circuito está baixa, mas passamos em todos os testes de conformidade.

Mas meça isso. Medir é saber !!!

user8463120
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