Auswahl der richtigen MOSFETs für einen Synchron-Abwärts-Schaltregler mit geringem Tastverhältnis
Auf den MOSFET kommt es an
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Optimiertes Regler-Layout
Zu beachten ist auch, dass das Layout des Reglers eine beträchtliche Auswirkung auf den Gesamt-Wirkungsgrad haben kann. Zum Beispiel erfordert eine effiziente Eingangsstromschleife nicht nur die Verwendung von Gehäusen mit geringer Impedanz, sondern profitiert auch von der Verwendung zahlreicher Verbindungen zum Anschluss der High-Side- und Low-Side-FETs an die Spannungsversorgung bzw. an Masse. Leerflächen sind zur Reduzierung von Leitungsinduktivitäten mit Kupfer gefüllt. Diese Faktoren sind wichtig, um eine saubere rechteckige Signalform am Schaltknoten (USW in Bild 1) zu erreichen sowie um ein Überschwingen der Spannung und den Effekt des Cdu/dt-Einschaltens zu verringern. Das Anbringen eines Keramik-Bypass-Kondensators in der Nähe des High-Side-FET trägt gleichfalls zu einer saubereren Signalform am Schaltknoten bei.
Bei der Ausgangsschleife ist wichtig, zusätzliche Schichten und Vias zu verwenden, um den Leiterplattenwiderstand zu senken und die Wärme besser zu verteilen. Zur Senkung von Treiberverlusten auf ein Minimum sowie zur Maximierung der Schaltgeschwindigkeit sollte der Treiber so nah wie möglich am Steuer-FET platziert sein – falls erforderlich, auf der Rückseite der Leiterplatte. Dies deshalb, weil der Pfad vom Bypass-Kondensator zum Gate durch den Treiber einen nicht vernachlässigbaren Effekt auf die Ladegeschwindigkeit hat, während die Entladegeschwindigkeit von der Schleife vom Gate zur Source abhängt, die ebenfalls durch den Treiber geführt ist.
Schließlich soll das Steuer-IC auf einer störungsarmen Massefläche angebracht werden, mit den Rückkopplungswiderständen nahe beim IC und möglichst entfernt von der Last. Außerdem sollte man die getrennten Massepunkte Signalerde und Stromversorgungserde an einem einzigen Punkt anschließen und den Entkopplungskondensator nahe beim IC platzieren.
[1] Schubert, H.: Doppelt kühlt besser. Elektronik 2002, H. 6, S. 22.
[2] Stelzer, G.: Hohe Stromdichten und gute Wärmeabfuhr. Elektronik 2003, H. 21, S. 18.
[3] Homepage von International Rectifier: www.irf.com.
Jobangebote+ passend zum Thema
 | Eric Persson kann auf mehr als 20 Jahre Erfahrung im Entwurf von leistungselektronischen Bauteilen zurückblicken und hält zwölf Patente. Heute leitet er bei International Rectifier als Director die technische Weiterbildung. epersso1@irf.com |
Verwandte Artikel:
Leistungshalbleiter - Wo geht die Reise hin?
Was man wissen muss
Low-Side-Vortreiber für MOSFETs
- Auf den MOSFET kommt es an
- Optimiertes Regler-Layout
- Auswahl des Steuer-FET
- Auswahl des Sync-FET
