Apa yang dilakukan resistor dan kapasitor "opsional" di sirkuit ini?

20

Saya merancang sirkuit yang menyertakan konverter penambah dengan beberapa komponen "opsional" yang misterius dan saya mencoba memutuskan apakah akan memasukkannya atau tidak. Adakah yang tahu apa yang mereka lakukan? Awalnya saya pikir mungkin ada beberapa filter tapi sekarang saya tidak yakin. Berikut datasheet untuk chip konverter step-up FitiPower FP6717.

Sirkuit yang khas

dc-dc-converter boost Steve Marwin
sumber
3
Snubber RC. Apakah datasheet benar-benar tidak memberi Anda petunjuk tentang nilai dan penggunaan di sini?
Menang
1
Terima kasih! Saya akan melakukan riset dan melihat apakah desain saya membutuhkannya. Tidak, datasheetnya sangat sederhana.
Steve Marwin
Saya telah melihat lembar data yang lebih buruk. Kecuali Anda menghasilkan jutaan ini, Anda memiliki banyak opsi dari vendor lain dengan panduan dan dukungan aplikasi yang lebih baik.
Menang

Jawaban:

25

Pin yang terhubung dengan sirkuit RC adalah pin LX dan pin yang terhubung ke sakelar daya (NMOS dan PMOS) dari konverter ini, lihat diagram blok, gambar 3 di lembar data.

Agar konversi DCDC efisien, sakelar ini menghidupkan / mematikan cukup cepat. Itu menyebabkan tegangan pada pin LX naik dan turun dengan kecepatan tinggi. Lereng curam ini menyebabkan emisi EMI (Electro Magnetic Interference). Jadi sirkuit akan memancarkan sinyal RF.

Itu normal dan dapat diharapkan dan tidak harus menjadi masalah tergantung pada aplikasi Anda. Jika ini merupakan masalah, solusi yang mungkin adalah membuat lereng curam ini sedikit lebih lambat, itulah yang dilakukan jaringan snubber RC ini. Mungkin biaya beberapa efisiensi daya jadi itu sebabnya rangkaian ini opsional.

Solusi lain dapat menempatkan konverter DCDC ini dalam kandang terlindung (Faraday cage), ini bisa menjadi penutup logam kecil pada PCB. Ini digunakan di hampir semua ponsel pintar karena konverter DCDC seharusnya tidak mengganggu penerimaan telepon.

Bimpelrekkie
sumber
1
Apakah satu-satunya tujuan sirkuit snubber untuk memitigasi EMI? Saya membaca bahwa mereka juga melindungi elemen switching dari lonjakan tegangan.
Steve Marwin
1
Anda benar, itu memang benar juga. Tetapi seperti yang Anda sebutkan bahwa rangkaiannya adalah "opsional", transistor switching harus mampu menangani paku tanpa ada jaringan snubber. Dalam konverter DCDC tegangan rendah seperti yang dibahas di sini, lonjakan tegangan seharusnya tidak menjadi masalah. Sebagian besar desain tegangan rendah seperti ini tidak memiliki jaringan snubber, tidak diperlukan. Pada konverter DCDC (flyback) tegangan tinggi, jaringan snubber dapat menjadi mandat karena tanpa itu transistor switching mungkin rusak.
Bimpelrekkie
@Bimpelrekkie Bukan hanya konverter flyback, tentunya?
Pos Gizi
@ Hearth Memang bukan hanya konverter flyback. Tetapi saya telah melihat jaringan snubber digunakan dalam konverter flyback jadi saya menyebutkannya sebagai contoh. Jaringan snubber dapat digunakan di mana saja yang sesuai dan dibutuhkan. Contoh lain: dimmer berbasis TRIAC.
Bimpelrekkie
4

Dalam aplikasi khusus ini, penggunaan snubber RC pada node SW adalah untuk mencegah Electrical Over Stress (EOS) dari LX pin / SW node.

FP6717 boost regulator switching menggunakan penyearah sinkron untuk mencapai efisiensi konversi DC-DC yang tinggi. Sebuah peringatan dari penyearah sinkron (logika digerakkan lulus FET) biasanya waktu penyearah penyearah lebih lambat dibandingkan dengan dioda penyearah berkecepatan tinggi.

Perhatikan spesifikasi tegangan maksimum absolut berikut untuk pin LX dari FP6717 dalam lembar data :
masukkan deskripsi gambar di sini

Sekarang, perhatikan cakupan-shot FP6717 berikut yang beroperasi di sirkuit demo 5 V:

masukkan deskripsi gambar di sini

Perhatikan bahwa, untuk periode singkat simpul SW (LX Pin) naik hingga 200 mV dari nilai tegangan maksimum absolut dari konverter.

Karena penyearah sinkron sisi-tinggi harus menyertakan waktu mati-mati yang terbatas untuk menghindari linggisnya kapasitor filter keluaran dengan sakelar NMOS sisi rendah. Untuk periode singkat induktor diizinkan untuk menendang-balik pada simpul sakelar yang tidak dijepit (atau sedikit dijepit melalui badan dioda konverter) yang menghasilkan EOS dari konverter IC.

Almarhum Jim Williams menulis catatan aplikasi yang bagus tentang topik yang sangat mirip yang berlaku sama baiknya di sini berjudul: Diode Turn-On Time Induced Failures dalam Switching Regulator

RC snubber juga membantu dalam EMC seperti yang telah digariskan orang lain, tapi saya percaya EOS menjadi motivasi # 1 dalam aplikasi ini.

sstobbe
sumber
3

Saya telah bekerja dengan catu daya Thyristor besar sebelumnya. Alasan lain untuk rangkaian snubber untuk membatasi laju perubahan tegangan, adalah bahwa beberapa komponen sensitif terhadap dV / dt tinggi. Bukan berarti ini adalah alasan dalam aplikasi khusus ini. Seperti yang orang lain katakan, itu lebih untuk EMI dan untuk melindungi terhadap lonjakan sementara.

James
sumber
3
dVdt
Ya. Baru menyadari itu. Seperti yang Anda katakan, dV / dt. Meskipun itu mengingatkan saya pada pentingnya meminimalkan induktansi menyimpang, karena perubahan cepat dalam arus akan menyebabkan lonjakan tegangan yang lebih tinggi yang harus dihilangkan / diserap / dihamburkan.
James
3

Terutama untuk EMC. Tes sirkuit pada -25 Celcius dan ukur EMC. Bandingkan pengukuran ini dengan pengukuran EMC pada 25 Celcius (suhu kamar). Anda akan melihat perbedaan yang menakjubkan.

Kami memiliki case minggu lalu di mana kami harus mengurangi EMC dari -91 dBm menjadi -98 dBm untuk pelanggan di Inggris. Kami berhasil dengan meningkatkan ESR dari caps dan coils. Benar, efisiensi sirkuit turun, tetapi kami melewati semua uji kepatuhan.

Tapi ukur ini. Mengukur adalah mengetahui !!!

pengguna8463120
sumber