Manière appropriée de connecter la logique GND / puissance GND sur le pilote MOSFET

8

Je suis sur le point de construire un demi-pont à l'aide du pilote mosfet IR21844, j'ai lu la fiche technique et les conseils de conception et certains des sujets de ce forum. La seule chose que je ne peux toujours pas obtenir est les broches GND séparées entre la logique et l'alimentation.

I Qoute à partir d'un article: "L'IR21844 a deux motifs différents, un pour la logique et un pour la puissance. En théorie, ils sont autorisés à flotter de 5 volts à part, fournissant un semblant d'isolement entre la logique et la puissance."

J'ai également confirmé cela en examinant le deisgn tip 97-3 page 2 paragraphe 4 appelé Vs underhoot. Conseil de conception 97-3

Je comprends que les 2 broches Vss et Com doivent être connectées (car il s'agit d'un pilote non isolé) mais comment et où?

Ma proposition maintenant n'est pas de les connecter au PCB sous l'IC, mais de connecter la broche Vss à la logique du contrôleur micro GND et la broche Com pour abaisser la source Mosfet et laisser les 2 GND se rencontrer à la batterie.

Je joins mon exemple de schéma de circuit qui est simplifié au maximum pour n'afficher que les éléments nécessaires, veuillez fournir votre perspicacité et me corriger si je me trompe.

J'ai également un doute si un condensateur doit être nécessaire entre la broche 7 (15v) et la broche 3 (Vss) comme le montre la fiche technique, mais ne l'explique pas.

Fiche technique IR21844

entrez la description de l'image ici

Merci d'avance

ElectronS
la source
Je pense qu'un lien vers l'article cité pourrait être utile. Également un lien vers la fiche technique.
Andy aka

Réponses:

17

J'ai répondu à une question très similaire à celle-ci ( Comment puis-je concevoir correctement la séparation du plan de masse pour le Texas Instruments TPS63060 IC? ), Mais je vais modifier une réponse pour vous ici.

L'IRF vous demande de garder ces motifs "séparés" dans le sens où ils ne veulent pas (à titre d'exemple) 5A de courant traversant les commutateurs / étages de sortie pour perturber la référence de masse que l'IC utilise pour sa boucle de contrôle de petit signal .

Illustration du rebond au sol induit.

Disons que votre plan de masse / cuivre a une résistance de oh, 0,010 ohms (ce qui est stupidement élevé pour un plan de cuivre). Dans un convertisseur abaisseur, supposons que votre interrupteur synchrone inférieur s'allume et que le courant passe maintenant par les flèches bleues. Avec la résistance de l'avion (en laissant de côté l'inductance ici), la loi d'Ohm nous dit qu'il y aura une chute de 50mV qui se produira. Les composants proches qui sont attachés au plan de masse près du chemin où le courant circule verront leur sol perturbé par le flux de courant (note latérale: l'une des choses les plus simples qu'un concepteur peut faire est simplement de placer les circuits sensibles physiquement séparés des zones à haute puissance ).

Diagramme d'application IR21844

La ligne rouge représente le flux de courant lorsque le transistor inférieur est passant. Si ce transistor commute disons 5-10A (comme suggéré ci-dessus), vous verrez une chute de tension à travers votre plan GND, en particulier à proximité de ce transistor.

Pourquoi est-ce important?

entrez la description de l'image ici

La partie verte du circuit que j'ai entouré est le pilote de porte interne de la pièce. Son but dans la vie est de prendre le signal d'entrée de niveau logique à IN, et de le transformer en un signal qui peut piloter un MOSFET externe. Puisque c'est le côté bas, il n'a pas besoin d'une pompe de charge ou de quoi que ce soit de fantaisiste.

Cependant , regardez le sol de la portion et la flèche bleue. Cela représente le chemin d'accès actuel lorsque votre pilote essaie de désactiver le MOSFET inférieur. Rappelons qu'un MOSFET est contrôlé par le VGS, ou tension porte-à-source. Lorsque cette tension est supérieure à un certain seuil, le transistor est passant. Lorsqu'il est en dessous, le transistor doit être bloqué. Ce pilote essaie de faire en sorte que cela se produise le plus rapidement et le plus proprement possible, afin d'éviter de tels effets indésirables comme la mise en marche induite par l' effet Miller .

La source de votre MOSFET côté bas est le GND de «puissance», qui verra des courants élevés. Vous voulez que votre conducteur `` chevauche le bronco de tronçonnage '', pour ainsi dire, de sorte que lorsqu'il tente de conduire VGS à 0, il conduit la porte MOSFET au même potentiel que sa source MOSFET. S'il a été référencé à un nœud GND qui n'est pas le même potentiel que la source (comme GND de l'autre côté de la puce), vous pouvez en fait vous retrouver avec un VGS (lorsqu'il est éteint) qui est - / + plusieurs centaines de millivolts , au lieu de 0V.

Donc, ce que vous voulez vraiment faire ici, c'est connecter la broche COM uniquement à la source du MOSFET de la manière la plus directe possible - n'allez pas directement au plan GND. Vous voulez que le courant circule du nœud source MOSFET ("power GND") vers le nœud COM.

Enfin, regardons le nœud VSS:

entrez la description de l'image ici

Il s'agit de la référence de niveau logique pour le signal PWM entrant - assez simple. Le déclencheur Schmitt utilisera ce nœud comme comparaison pour voir si vous répondez aux exigences VIH / VIL et si vous voulez un «1» ou un «0» dans le pilote. Idéalement, il s'agit du même potentiel que le microprocesseur / tout ce qui pilote cette puce.

Donc, pour résumer : entrez la description de l'image ici

  • vous devriez avoir un condensateur entre la broche 7 et la broche 3, c'est le condensateur de découplage local pour la logique interne. Un seul 0,1 uF devrait suffire.
  • le nœud COM peut être considéré comme le retour du «pilote de porte côté bas» et doit être référencé le plus près possible du potentiel source du MOSFET
  • les courants élevés circulant dans un PCB ne vous permettent pas de faire l'hypothèse que GND est le même potentiel partout

Donc, ce que vous avez pour votre connexion COM est correct, OMI.

Krunal Desai
la source
Merci pour la belle réponse détaillée, c'est ce que j'attendais. J'attendrai d'autres opinions / réponses avant de décider de la meilleure réponse.
ElectronS
Aucun problème! Je suggérerais peut-être de renommer votre question également en `` Bonne façon de connecter la logique GND / power GND sur le pilote MOSFET '' ou similaire pour aider les gens à rechercher une question similaire à l'avenir, car cela s'applique bien sûr à beaucoup plus d'appareils que cela. Partie IRF.
Krunal Desai
bonne suggestion, fera l'affaire
ElectronS