上一篇文章作为同步整流部分设计的开头,介绍了确定设计所用的电源IC相关内容。本文开始进入所选电源IC BM1R00147F的外围电路部件的选型部分。本文介绍DRAIN引脚的D1、R1、R2。
同步整流电路部分:外围电路部件的选型-DRAIN引脚的D1、R1、R2
下面是DRAIN引脚没有浪涌对策时的电路和波形图示例。
VDS2的波形(浅蓝色)中,在上升沿产生了浪涌(或尖峰)。这会导致误检测,VGS2(紫色)在比本来所需时间短的时间关断了。
下面是作为该浪涌的对策,在DRAIN引脚添加了D1、R1、R2后的电路和波形图示例。
浪涌因D1、R1、R2而受到抑制,VDS2的检测正常,VGS2也变为正常波形。
至此,您应该了解插入D1、R1、R2的目的和效果了,下面介绍它们的具体常数设置。
■二极管D1
二极管D1为MOSFET导通时的电流路径。在电路图中仅仅是二极管的符号,请选用正向电压Vf低的小信号肖特基势垒二极管(SBD)。另外,DRAIN引脚的阻抗高,因此D1无需VDS2以上的耐压,可选用低耐压产品。在该设计案例中,选用ROHM生产的RB751VM-40(VR=30V、IO=30mA、Vf MAX=0.37V)。
■R1
R1是VDS2检测滤波器用电阻。请插入300Ω~2kΩ左右的电阻。需要根据VDS2的波形和VGS2的波形进行选择。在该设计案例中是1kΩ。另外,关于R1的常数设置,计划另行详细介绍。
■R2
R2是限流电阻。在二次侧MOSFET M2电流IFET2开始流动的瞬间,二次侧MOSFET M2处于OFF状态,因此IFET2会流过二次侧MOSFET M2的体二极管,故VDS2=-Vf_M2(MOSFET M2的体二极管的Vf)。IC的DRAIN引脚变为负电压,因此从IC流出电流Id。(参见下图)
为了保护IC,R2的选择需要满足此时流过的电流Id在6mA以下。R2可通过以下公式计算出来。
当MOSFET M2的体二极管的Vf最大值Vf_M2 MAX为1.2V、D1的Vf最小值Vf_D1_MIN=0.2V、IC内部ESD二极管的Vf最小值Vf_ESD_MIN=0.4V时,R2>100Ω。
考虑到余量,选择150Ω。
关键要点:
・BM1R00147F通过DRAIN引脚的电压来控制二次侧MOSFET M2的栅极。
・DRAIN引脚的检测电平非常低,仅为几mV,会误检测到MOSFET M2开关时的微量浪涌电压。
・作为对策,需要在DRAIN引脚添加用来吸收浪涌的电阻和二极管。