Warum verursacht das zu schnelle Einschalten eines MOSFET ein Klingeln?

Wenn ich mir die App-Notizen ansehe, kann ich verstehen, dass das Ausschalten (dh wenn die Drain-Source-Spannung ansteigt) aufgrund des parasitären NPN und auch des Drain-Gate-Kondensators ein Klingeln verursachen kann, das das Gate aufladen und den MOSFET wieder einschalten kann, wenn der dv /dt ist hoch genug.

Aber was ist der Grund für das Klingeln beim Einschalten des MOSFET? (dh wenn die Drain-Source-Spannung abnimmt) Wie genau passiert das?

Aktualisieren:

Könnte es sein, dass sich Leute, wenn sie sich beim Einschalten des MOSFET auf das Klingeln beziehen, speziell auf die Halb- / Vollbrücke beziehen und nicht auf eine Schaltung mit nur einem Low-Side-MOSFET? (Da das Einschalten des High-Side-MOSFET ein positives dv/dt auf dem Low-Side-MOSFET verursachen würde.)

Verweis auf die ursprüngliche Frage: electronic.stackexchange.com/questions/414759/…
Zum einen parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten in der Schleife.
@ Unwichtig ist die Schleife nicht offen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist? Es sollte keine Energie in der parasitären Drain-Induktivität usw. vorhanden sein, wenn der Schalter ausgeschaltet ist und kein Strom fließt ... also woher kommt die Klingelspannung während der fallenden Flanke von Vds? (dh wenn der Schalter eingeschaltet wird) (wenn dies so ist, wie in der ursprünglichen Frage angegeben)
Klingeln kann für den einen etwas bedeuten und für den anderen etwas anderes. Haben Sie eine Wellenformaufnahme, damit Spekulationen ausgeschlossen werden?

Antworten (1)

Schema aus ursprünglicher Frage:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie fragen nach dem Klingeln beim Einschalten, dies kann unter Umständen passieren, aber ich denke, Sie sprechen wirklich von einem kurzen Schwingungsstoß beim Einschalten, der nicht durch ein Klingeln eines passiven LC-Kreises verursacht wird, sondern durch aktive Oszillation vom FET. Ich versuche jeden Fall zu prüfen...

Klingeln an der Abzweigung

Der FET ist eingeschaltet, sodass Strom durch die Last fließt. Wenn der FET ausschaltet, wird eine Reihen-LC-Schaltung gebildet. Seine Induktivität ist die Last und die Spuren, und seine Kapazität sind die Cds des FET. Je nach Layout kann dies mit hohen Frequenzen klingeln. Die Lösung besteht darin, langsamer zu schalten, indem man dem Gate einen Widerstand hinzufügt, einen Snubber hinzufügt oder die Parasiten durch ein besseres Layout reduziert.

Klingeln beim Einschalten

In diesem Fall lautet die Schleife:

GND - Entkopplungskappen der Stromversorgung - Last - FET - GND

Diese Schleife hat aufgrund der Spur- / Drahtlänge eine Induktivität, und möglicherweise hat die Last auch eine gewisse Induktivität. Somit bildet er mit den Versorgungsentkopplungskappen einen LC-Resonanzkreis, wenn der FET eingeschaltet ist.

Ich habe das noch nie gesehen, aber ich denke, es könnte sein, wenn die Werte der Versorgungskappen, der Lastinduktivität und des Dämpfungswiderstands "genau richtig" wären, aber die üblichen Versorgungskappenwerte wären zu hoch, um eine gute Resonanz zu bilden. IMO wäre das wahrscheinlichste Szenario dafür eine kapazitive Last mit niedrigem Wert oder zumindest eine Last mit einer starken kapazitiven Komponente.

EMI

Ein sehr wichtiger Faktor ist auch, dass Sie, wenn die Last über Kabel angeschlossen ist, beim Ein- oder Ausschalten wirklich kein hohes di / dt haben möchten, da dies einen schönen Breitband-Funkstörer ergeben würde. Diese FET-Treiber können sehr schnell schalten, was EMI-Kopfschmerzen verursacht, und es hilft, das Schalten auf "so schnell wie nötig, aber nicht schneller" zu verlangsamen.

Klingeln beim erneuten Einschalten

Dieser synchrone Abwärtswandler ist nicht Ihr ursprüngliches Schaltbild, aber es ist erwähnenswert:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn in diesem Fall der obere FET eingeschaltet wird, klingelt es ... obwohl die eigentliche Ursache eher das Ausschalten der Body-Diode des unteren FET ist. L und C, die den Resonanzkreis bilden, sind die Parasiten des unteren FET.

Schwingung

Es ist ziemlich einfach, einen unbeabsichtigten Colpitts- oder Hartley-Oszillator um Ihren FET herum zu erstellen, mit FET-Kapazitäten, Gehäuseinduktivität, Layoutinduktivität usw.:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn der FET irgendwann während des Schaltzyklus genug gm hat, kann es zu einem Schwingungsstoß kommen. Prüfen Sie dieses Dokument . Die Frequenz kann extrem hoch sein, einige zehn oder Hunderte von MHz. Dies ist kein passives LC-Klingeln, sondern ein aktiver Oszillator.

Das Hinzufügen eines Widerstands (dh eine positive reale Impedanz, nicht eine imaginäre) zum Gate kann diesen Oszillator dämpfen und verhindern, dass er aktiv wird. Eine Ferritperle kann auch gut funktionieren, wenn sie so ausgewählt wird, dass sie den gewünschten Widerstand bei der Oszillationsfrequenz bereitstellt, und ermöglicht es dem FET, schneller zu schalten.

Ich habe diese App-Notiz gefunden: „Parasitäre Oszillation und Klingeln von Leistungs-MOSFETs – TOSHIBA Semiconductor“, aber es geht nur um das Klingeln beim Ausschalten des MOSFET. Danke
Außerdem: Ist die Schleife nicht offen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist? Es sollte keine Energie in der parasitären Drain-Induktivität usw. vorhanden sein, wenn der Schalter ausgeschaltet ist und kein Strom fließt ... also woher kommt die Klingelspannung während der fallenden Flanke von Vds? (dh wenn der Schalter eingeschaltet wird) (wenn dies so ist, wie in der ursprünglichen Frage angegeben)
Könnte es sein, dass sich Leute, wenn sie sich beim Einschalten des MOSFET auf das Klingeln beziehen, speziell auf die Halb- / Vollbrücke beziehen und nicht auf eine Schaltung mit nur einem Low-Side-MOSFET? (da das Einschalten des High-Side-MOSFET ein positives dv/dt auf dem Low-Side-MOSFET verursachen würde)
"Ist die Schleife nicht offen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist" -> Wenn Strom in der Schleife war und der FET ausschaltet, muss die im Magnetfeld gespeicherte Energie irgendwohin gehen. Kann eine Schwungraddiode, eine FET-Avalanche oder ein Klingeln sein.
aber meine Frage bezieht sich darauf, wann der Schalter derzeit / zuvor ausgeschaltet ist und wir ihn einschalten möchten. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, fließt kein Strom in der Schleife, also keine Energie ... ist das nicht der Fall?
@Sudoer Ich denke, das Thema war möglicherweise eine parasitäre Schwingung anstelle eines Klingelns, was viel sinnvoller ist.
Warum verursacht das zu schnelle Einschalten eines MOSFET ein Klingeln?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v