¿Cuál es el propósito de usar MOSFET en lugar del diodo de rueda libre en la topología de Buck?

12


(Source )

Por lo general veo modelos de circuito de Buck en los que se usa un MOSFET en lugar de un diodo de rueda libre. Lo que entiendo de la topología de Buck es que cuando el MOSFET superior está desactivado, no importa si el inferior está activado o desactivado, ya que la corriente pasará del suelo al inductor a través del diodo del cuerpo.

Entonces, ¿por qué usan este segundo MOSFET? Un MOSFET es generalmente más caro que un diodo, ¿no es así? ¿No es esto una exageración? ¿O hace que el circuito sea mejor de alguna manera?

    
pregunta hkBattousai

2 respuestas

9

enlace

Los diodos de polarización directa no son perfectamente conductores; hay una caída de voltaje de 0.7V (0.3V para Schottky) a través de ellos. A altas corrientes, esto resulta en una alta disipación de potencia a través del diodo. Los diodos de alta corriente también pueden tener un tiempo de recuperación más largo.

Cuando el MOSFET inferior está activado, la corriente fluye a través de él en lugar del diodo del cuerpo. Los MOSFET se seleccionan para Rdson bajo (en resistencia), por lo que el mínimo de energía se disipa en el MOSFET.

    
respondido por el pjc50
5

Además de una mejora en la eficiencia, probablemente la razón más importante para tener un MOSFET de "sincronización" es que el conmutador no entrará en modo discontinuo (ráfaga) con la misma frecuencia. El modo de ráfaga se produce en cargas ligeras porque la energía mínima por ciclo que puede transferirse es mayor que la demanda de carga.

Esto sucede mucho en cargas variables o cuando los voltajes de suministro entrantes son máximos. Causa un voltaje de ondulación significativamente mayor en la salida. Un circuito de conmutación no síncrono tendrá un ciclo de trabajo mínimo en operación continua antes de entrar en operación discontinua; no hay opción, no puede mantener el exceso de suministro de energía a la carga o la tensión de salida aumentará significativamente.

En un circuito de conmutación síncrona, debido a que se puede eliminar el exceso de energía del capacitor de salida durante todo el período de tiempo en que el MOSFET de paso en serie está apagado, no es necesario que el circuito síncrono entre en operación discontinua. Algunos dispositivos le darán la opción de ingresar al modo discontinuo porque puede haber un ahorro de energía en cargas ligeras, pero esa es una característica impulsada por el cliente / proveedor.

Esto significa que el voltaje de rizado de salida pico a pico está casi garantizado como significativamente menor cuando se utiliza una topología síncrona en casi todas las aplicaciones. Esto, junto con las eficiencias en la región del 95% (por ejemplo, los reguladores del dólar) lo convierten en la topología de elección en la actualidad.

    
respondido por el Andy aka

Lea otras preguntas en las etiquetas