Cosa fanno la resistenza e il condensatore “opzionali” in questo circuito?

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Sto progettando un circuito che include un convertitore boost con alcuni misteriosi componenti "opzionali" e sto cercando di decidere se includerli o meno. Qualcuno sa cosa fanno? All'inizio ho pensato che potessero essere dei filtri, ma ora non ne sono sicuro. Ecco la scheda tecnica per il chip convertitore step-up FitiPower FP6717.

dc-dc-converter boost

— Steve Marwin
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Snubber RC. Il datasheet non ti dà davvero suggerimenti su valori e usi?

— Winny

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Grazie! Farò qualche ricerca e vedrò se il mio design ne ha bisogno. No, la scheda tecnica è piuttosto spoglia.

— Steve Marwin,

Ho visto fogli dati peggiori. A meno che non ne facciate milioni, avete molte opzioni di altri fornitori con guide e supporto per le applicazioni migliori.

— Winny

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Il pin a cui si collega quel circuito RC è il pin LX e quel pin è collegato agli interruttori di alimentazione (un NMOS e un PMOS) di questo convertitore, vedere lo schema a blocchi, figura 3 nel foglio dati.

Per mantenere efficiente la conversione DCDC, questi interruttori si accendono / spengono abbastanza rapidamente. Questo fa sì che la tensione sul pin LX salga e scenda ad alta velocità. Queste pendenze ripide causano emissioni EMI (interferenze elettromagnetiche). Quindi il circuito emetterà segnali RF.

Ciò è normale e prevedibile e non deve costituire un problema a seconda dell'applicazione. Se si tratta di un problema, una possibile soluzione è rendere queste pendenze ripide un po 'più lente, questo è ciò che fa questa rete di snubber RC. Potrebbe costare un po 'di efficienza energetica, quindi è per questo che il circuito è opzionale.

Un'altra soluzione potrebbe essere quella di posizionare questo convertitore DCDC in una gabbia schermata (gabbia di Faraday), questa può essere una piccola copertura metallica sul PCB. Questo è usato in quasi tutti gli smartphone poiché i convertitori DCDC non dovrebbero disturbare la ricezione del telefono.

— Bimpelrekkie
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L'unico scopo di un circuito snubber è mitigare l'IME? Sto leggendo che proteggono anche l'elemento di commutazione dai picchi di tensione.

— Steve Marwin,

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Hai ragione, questo è anche vero. Ma come hai detto che il circuito è "opzionale", i transistor di commutazione dovrebbero essere in grado di gestire i picchi senza che sia presente la rete snubber. Nei convertitori DCDC a bassa tensione come quello qui discusso, i picchi di tensione non dovrebbero essere un problema. La maggior parte dei progetti a bassa tensione come questa non ha una rete snubber, semplicemente non è necessaria. Sui convertitori DCDC ad alta tensione (flyback), una rete snubber può essere obbligatoria in quanto senza di essa il transistor di commutazione potrebbe essere danneggiato.

— Bimpelrekkie

@Bimpelrekkie Non solo convertitori flyback, sicuramente?

— Hearth

@Hearth In effetti non solo convertitori flyback. Ma ho visto le reti snubber utilizzate nei convertitori flyback, quindi le ho menzionate come esempio. Una rete snubber può essere utilizzata ovunque sia appropriata e necessaria. Un altro esempio: dimmer basati su TRIAC.

— Bimpelrekkie,

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In questa particolare applicazione, l'uso di uno snubber RC sul nodo SW serve a prevenire il sovraccarico elettrico (EOS) del nodo pin LX / SW.

Il regolatore di commutazione boost FP6717 impiega un raddrizzatore sincrono per ottenere un'elevata efficienza di conversione CC-CC. Un avvertimento di un raddrizzatore sincrono (FET con passaggio guidato dalla logica) è in genere un tempo di accensione del raddrizzatore ancora più lento rispetto a un diodo raddrizzatore ad alta velocità.

Notare le seguenti specifiche di tensione massima assoluta per il pin LX dell'FP6717 nel foglio dati :

Ora, nota il seguente mirino dell'FP6717 che funziona in un circuito dimostrativo a 5 V:

Si noti che, per un breve periodo, il nodo SW (LX Pin) sale a una distanza massima di 200 mV dalla tensione massima assoluta del convertitore.

Dal momento che il raddrizzatore sincrono lato alto deve includere un tempo morto morto finito per evitare il crowbarring involontario dei condensatori del filtro di uscita con l'interruttore NMOS lato basso. Per un breve periodo all'induttore viene consentito di eseguire il contraccolpo sul nodo dell'interruttore non bloccato (o bloccato marginalmente tramite il diodo del corpo del convertitore) con conseguente EOS dell'IC del convertitore.

Il defunto Jim Williams ha scritto una bella nota applicativa su un argomento molto simile che si applica ugualmente bene qui intitolata: Guasti indotti dal tempo di accensione del diodo nei regolatori di commutazione

Lo snubber RC aiuta anche EMC come altri hanno sottolineato, ma credo che EOS sia la motivazione numero 1 in questa applicazione.

— sstobbe
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Ho già lavorato con grandi alimentatori a tiristori. Un altro motivo per cui il circuito snubber limita la velocità di variazione della tensione è che alcuni componenti sono sensibili a valori elevati di dV / dt. Non che questo sia il motivo di questa particolare applicazione. Come altri hanno già detto, è più per EMI e per proteggere da picchi transitori.

— Giacomo
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\frac{d V}{d t}

$\frac {dV}{dt}$

Si. L'ho appena capito. È, come hai detto, dV / dt. Sebbene mi ricordi l'importanza di ridurre al minimo qualsiasi induttanza vagante, poiché il rapido cambiamento di corrente causerà picchi di tensione più elevati che devono essere snobbati / assorbiti / dissipati.

— James,

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Principalmente per EMC. Circuito di prova a -25 gradi Celsius e misura EMC. Confrontare questa misurazione con la misurazione EMC a 25 gradi Celsius (temperatura ambiente). Vedrai una differenza incredibile.

La scorsa settimana abbiamo avuto casi in cui abbiamo dovuto ridurre EMC da -91 dBm a -98 dBm per i clienti del Regno Unito. Abbiamo avuto successo sollevando ESR da tappi e bobine. È vero, l'efficienza del circuito è in calo, ma superiamo tutti i test di conformità.

Ma misura questo. Misurare è sapere !!!

— user8463120
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