Was tun der „optionale“ Widerstand und der Kondensator in dieser Schaltung?

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Ich entwerfe eine Schaltung, die einen Aufwärtswandler mit einigen mysteriösen "optionalen" Komponenten enthält, und versuche zu entscheiden, ob sie enthalten sein sollen oder nicht. Weiß jemand, was sie tun? Zuerst dachte ich, es könnte sich um einen Filter handeln, aber jetzt bin ich mir nicht sicher. Hier ist das Datenblatt für den FitiPower FP6717 Aufwärtswandler-Chip.

dc-dc-converter boost

— Steve Marwin
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RC-Snubber. Gibt Ihnen das Datenblatt hier wirklich keine Hinweise zu Werten und Verwendungen?

— Winny

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Vielen Dank! Ich werde etwas recherchieren und sehen, ob mein Design es braucht. Nein, das Datenblatt ist ziemlich nackt.

— Steve Marwin

Ich habe schlechtere Datenblätter gesehen. Sofern Sie nicht Millionen davon verdienen, haben Sie zahlreiche Optionen von anderen Anbietern mit besseren Anwendungsleitfäden und besserem Support.

— Winny

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Der Pin, an den diese RC-Schaltung angeschlossen ist, ist der LX-Pin und dieser Pin ist mit den Leistungsschaltern (einem NMOS und einem PMOS) dieses Wandlers verbunden (siehe Blockdiagramm, Abbildung 3 im Datenblatt).

Um die DCDC-Umwandlung effizient zu halten, schalten sich diese Schalter ziemlich schnell ein / aus. Dadurch steigt und fällt die Spannung am LX-Pin mit hoher Geschwindigkeit. Diese steilen Hänge verursachen EMI-Emissionen (Electro Magnetic Interference). Die Schaltung strahlt also HF-Signale aus.

Das ist normal und zu erwarten und muss je nach Anwendung kein Problem sein. Wenn es ein Problem ist, besteht eine mögliche Lösung darin, diese steilen Hänge etwas langsamer zu machen, ist dies das, was dieses RC-Snubber-Netzwerk tut. Es könnte jedoch eine gewisse Energieeffizienz kosten, weshalb die Schaltung optional ist.

Eine andere Lösung könnte darin bestehen, diesen DCDC-Wandler in einem abgeschirmten Käfig (Faraday-Käfig) zu platzieren. Dies kann eine kleine Metallabdeckung auf der Leiterplatte sein. Dies wird in fast allen Smartphones verwendet, da die DCDC-Wandler den Telefonempfang nicht stören sollten.

— Bimpelrekkie
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Ist der einzige Zweck einer Überspannungsschutzschaltung die Abschwächung von EMI? Ich lese, dass sie auch das Schaltelement vor Spannungsspitzen schützen.

— Steve Marwin

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Du hast recht, das ist in der Tat auch wahr. Aber wie Sie bereits erwähnt haben, dass die Schaltung "optional" ist, sollten die Schalttransistoren in der Lage sein, die Spitzen zu verarbeiten, ohne dass das Snubber-Netzwerk vorhanden ist. In Niederspannungs-DCDC-Wandlern wie dem hier diskutierten sollten die Spannungsspitzen kein Problem sein. Die meisten Niederspannungs-Designs wie dieses haben kein Snubber-Netzwerk, es wird einfach nicht benötigt. Bei DCDC-Hochspannungswandlern (Flyback-Wandlern) kann ein Snubber-Netzwerk zwingend erforderlich sein, da der Schalttransistor sonst beschädigt werden kann.

— Bimpelrekkie

@Bimpelrekkie Sicher nicht nur Sperrwandler?

— Hearth

@Hearth Tatsächlich nicht nur Sperrwandler. Aber ich habe gesehen, dass Snubber-Netzwerke in Flyback-Konvertern verwendet werden, also habe ich sie als Beispiel genannt. Ein Snubber-Netzwerk kann überall dort eingesetzt werden, wo es angemessen und erforderlich ist. Ein weiteres Beispiel: TRIAC-basierte Dimmer.

— Bimpelrekkie

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In dieser speziellen Anwendung dient die Verwendung eines RC-Dämpfers am SW-Knoten dazu, eine elektrische Überbeanspruchung (EOS) des LX-Pins / SW-Knotens zu verhindern.

Der Boost-Schaltregler FP6717 verwendet einen Synchrongleichrichter, um eine hohe DC-DC-Umwandlungseffizienz zu erzielen. Eine Einschränkung eines Synchrongleichrichters (logisch gesteuerter Durchlauf-FET) ist im Vergleich zu einer Hochgeschwindigkeitsgleichrichterdiode typischerweise eine noch langsamere Einschaltzeit des Gleichrichters.

Beachten Sie die folgende absolute maximale Spannungsangabe für den LX-Pin des FP6717 im Datenblatt :

Beachten Sie nun den folgenden Scope-Shot des FP6717, der in einer 5-V-Demo-Schaltung betrieben wird:

Beachten Sie, dass der SW-Knoten (LX-Pin) kurzzeitig auf 200 mV der absoluten maximalen Nennspannung des Umrichters ansteigt.

Da der High-Side-Synchrongleichrichter eine endliche Totzeit enthalten muss, um ein versehentliches Überdrehen der Ausgangsfilterkondensatoren mit dem Low-Side-NMOS-Schalter zu vermeiden. Für eine kurze Zeit darf die Induktivität den nicht geklemmten (oder geringfügig über die Body-Diode des Wandlers geklemmten) Schaltknoten zurückschlagen, was zu einer EOS des Wandler-IC führt.

Der verstorbene Jim Williams hat eine nette Anwendungsnotiz zu einem sehr ähnlichen Thema verfasst, das auch hier gilt: Durch die Einschaltzeit der Dioden verursachte Fehler in Schaltreglern

Der RC-Snubber hilft auch bei der EMV, wie andere beschrieben haben, aber ich glaube, dass EOS die Hauptmotivation für diese Anwendung ist.

— sstobbe
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Ich habe schon mit großen Thyristor-Netzteilen gearbeitet. Ein weiterer Grund für die Begrenzung der Spannungsänderungsrate durch die Dämpfungsschaltung besteht darin, dass einige Komponenten für hohe dV / dt empfindlich sind. Dies ist jedoch nicht der Grund für diese spezielle Anwendung. Wie andere gesagt haben, ist es eher für EMI und zum Schutz vor kurzzeitigen Spannungsspitzen.

— James
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Bist du sicher, dass du nicht meinst?

\frac{d V}{d t}

$\frac {dV}{dt}$

Ja. Ich habe das gerade realisiert. Es ist, wie Sie sagten, dV / dt. Obwohl es mich an die Wichtigkeit erinnert, jegliche Streuinduktivität zu minimieren, da die schnelle Änderung des Stroms höhere Spannungsspitzen verursacht, die gedämpft / absorbiert / abgeleitet werden müssen.

— James

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Hauptsächlich für EMV. Schaltung bei -25 Grad Celsius prüfen und EMV messen. Vergleichen Sie diese Messung mit der EMV-Messung bei 25 Grad Celsius (Raumtemperatur). Sie werden einen erstaunlichen Unterschied sehen.

Wir hatten letzte Woche einen Fall, in dem wir die EMV für Kunden in Großbritannien von -91 dBm auf -98 dBm senken mussten. Wir waren erfolgreich, indem wir den ESR aus Kappen und Spulen erhöhten. Die Schaltungseffizienz ist zwar geringer, aber wir bestehen alle Konformitätstests.

Aber messen Sie das. Messen ist Wissen !!!

— user8463120
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