Durante el tiempo muerto de cualquier convertidor DC-DC, ambos interruptores están apagados para evitar cualquier corriente de disparo. Pero en un convertidor Buck síncrono, eso significaría una corriente repentina de cero a través del inductor. ¿Eso no causaría ningún problema?
No hay problema, ya que durante el tiempo muerto, la corriente fluirá a través del diodo del cuerpo del FET que descarga el inductor, muy similar a un buck no síncrono. Después del tiempo muerto, se enciende el FET sin pasar por el diodo conductor. Con esta acción, puede reducir las pérdidas ya que el voltaje en el FET será mucho menor que el voltaje directo del diodo.
En general, Synchronous Buck se trata de reducir las pérdidas de avance en el diodo Buck. No hay ningún cambio en los estados de funcionamiento del convertidor en sí. Funcionará en CCM, BCM y DCM dado que tiene el tiempo muerto correcto.
Cualquier corriente de inductor se transporta a algún lugar, por un tiempo. Hay varios mecanismos para evitar que esto se convierta en un problema.
En un buck asíncrono con un diodo switch + (sé que usted preguntó acerca del síncrono, pero comencemos con uno que crea que debería estar bien, y que muestre que está menos bien de lo que pensaba), el diodo de rueda libre recoge el actual, eventualmente No puede hacerlo instantáneamente, ya que la inductancia de los cables de longitud finita entre el dispositivo de conmutación y no es cero. Esta corriente primero va a cargar capacitancias "no deseadas" en los dispositivos. En el caso de que la tensión en el transistor de conmutación aumente por encima de su tensión de ruptura, se producirá una avalancha. La mayoría de los dispositivos de conmutación tienen una especificación de "máxima energía de avalancha repetitiva" para hacer frente a este problema. Eventualmente, el alto voltaje a través de la inductancia del cableado hace que la corriente pase del interruptor al diodo, y la paz se restaure.
En un diseño de alta corriente, se tiene mucho cuidado de minimizar la inductancia de transferencia del conmutador / diodo. Esto no significa necesariamente que la inductancia de cada individuo debe ser baja, pero sí significa que deben estar bien acoplados, tan gordos y muy juntos.
La velocidad de transferencia del FET de conmutación rige la velocidad de transferencia de la corriente. La adición de un rastro de resistencia en serie (unos pocos ohmios a los 10s de ohmios bajos) se usa a menudo entre el controlador de puerta y la puerta para aumentar un poco el tiempo de conmutación. Esto es especialmente efectivo durante la conmutación, ya que limita la tasa de carga de la capacitancia Miller, controlando así la tasa de aumento de voltaje en el drenaje. Si bien esto aumenta la disipación en el canal externo, reduce el exceso de transitorios, lo que puede mejorar la EMI y otros comportamientos generales.
Así que ahora sabes lo que puede pasar en un convertidor asíncrono, el tiempo muerto no parece tan aterrador. En primer lugar, el voltaje aumenta en el transistor, y puede provocar una avalancha. En segundo lugar, la corriente se transfiere al dispositivo rectificador. Inicialmente está apagado, por lo que primero es transportado por el diodo del cuerpo. Finalmente, el canal se enciende, que luego toma la conducción.
Si las inductancias del cableado o la corriente son tan grandes que el transitorio de conmutación excede la especificación de avalancha de seguridad del dispositivo de conmutación, entonces es posible usar componentes de protección, típicamente un condensador y una resistencia en serie. Estos son mejor evitarlos si es posible, ya que desperdician energía.
No, porque debe comenzar el tiempo muerto en el momento en que la corriente del inductor se convierte en cero. Esto significa que el inductor está descargado. Esto significa que no pierdes energía.
Usted no puede repentinamente hacer que la corriente del inductor sea cero, el inductor resistirá eso haciendo que la tensión fluya de todos modos (y sus transistores podrían dañarse).
Lea otras preguntas en las etiquetas dc-dc-converter buck