Protección de puerta FET
No sería una exageración llamar a la puerta aislada de un FET una parte bastante sensible que necesita protección individual. Romper la tapa es un fenómeno bastante simple. Esto puede ocurrir por varias razones: arranque electrostático, oscilaciones parásitas en los circuitos de control y, por supuesto, el efecto Miller, cuando una sobretensión que surge en el colector por acoplamiento capacitivo tiene un efecto perjudicial en la puerta.
De una forma u otra, estas causas se pueden prevenir asegurando de manera confiable el cumplimiento de las reglas de operación del transistor: no exceda el voltaje máximo permitido de la fuente de la puerta, asegure un bloqueo confiable y oportuno para evitar corrientes, haga que los cables de conexión de los circuitos de control como lo más corto posible (para lograr la menor inductancia parásita), así como para la máxima protección de los propios circuitos de control contra interferencias. En tales condiciones, ninguna de las razones enumeradas simplemente puede manifestarse y dañar la llave.
Entonces, en cuanto a la puerta en sí, es útil usar esquemas especiales para protegerla, especialmente si la conexión del controlador a la puerta y la fuente no se puede hacer de manera cercana debido a las características de diseño del dispositivo que se está desarrollando. En cualquier caso, cuando se trata de proteger la campana, la elección recae en uno de los cuatro esquemas principales, cada uno de los cuales es ideal para ciertas condiciones, que se discutirán a continuación.
Una sola resistencia
La protección básica de la puerta contra la electricidad estática puede proporcionarse con una sola resistencia de 200 kΩ cuando se instala una al lado de la otra entre el drenaje y la fuente del transistor… Hasta cierto punto, dicha resistencia puede evitar que la puerta se cargue, si por alguna razón la impedancia de los circuitos del controlador juega un papel negativo.
Una solución de resistencia única es ideal para proteger un transistor en un dispositivo de baja frecuencia donde conmuta directamente una carga puramente resistiva, es decir, cuando no se incluye inductancia de inductor ni devanado de transformador en el circuito colector, pero sí una carga como una incandescente. lámpara o LED, cuando el efecto Miller no está descartado.
Diodo Zener o supresor Schottky (TVS)
Un clásico del género para la protección de puertas de transistores en convertidores de conmutación de red: un diodo zener en un par con diodo Schottky u opresivo. Esta medida protegerá el circuito puerta-fuente de la influencia destructiva del efecto Miller.
Dependiendo del modo de operación del interruptor, se selecciona un diodo zener de 13 voltios (con un voltaje de controlador de 12 voltios) o un supresor con un voltaje de operación típico similar. Si lo desea, también puede agregar una resistencia de 200 kΩ aquí.
El propósito del supresor es absorber rápidamente el ruido de impulso. Por lo tanto, si se sabe de inmediato que el modo de operación del interruptor será difícil, las condiciones de protección requerirán que el limitador disipe potencias de impulso altas y una respuesta muy rápida; en este caso, es mejor elegir un supresor. Para modos más suaves, es adecuado un diodo zener con un diodo Schottky.
Diodo Schottky en el circuito de alimentación del controlador
Cuando el controlador de bajo voltaje está instalado en la placa cerca del transistor controlado, se puede usar un solo diodo Schottky para protección, conectado entre la puerta del transistor y el circuito de suministro de bajo voltaje del controlador.E incluso si por alguna razón se excede el voltaje de la puerta (se vuelve más alto que el voltaje de suministro del controlador más la caída de voltaje a través del diodo Schottky), el exceso de carga simplemente ingresará al circuito de suministro del controlador.
Los desarrolladores profesionales de electrónica de potencia recomiendan usar esta solución solo si la distancia entre la llave y el controlador no supera los 5 cm.La resistencia de protección estática que se mencionó anteriormente tampoco duele aquí.