¿Cuáles son las consideraciones importantes a la hora de elegir un transistor de paso y una resistencia de polarización para un regulador Buck?

Question

En Hoja de datos de MC34063 muestra este diagrama para una configuración buck con un transistor externo (NPN) (para poder manejar cargas superiores a 750mA):

Ni la hoja de datos ni la nota de aplicación proporcionan ninguna orientación para elegir el transistor o la resistencia de polarización conectada a él. ¿Cuáles son los criterios importantes a la hora de elegir un transistor de paso, aparte de la capacidad de corriente, y cómo debe dimensionarse la resistencia de polarización en la base del transistor?

Answer 1

Algunos antecedentes: Las fuentes de alimentación conmutadas son buenas porque los transistores de conmutación están, idealmente, a corriente cero cuando están apagados y a tensión cero cuando están encendidos. En ambos casos, uno de los números de V o I en la ecuación V*I=P es cero, lo que hace que las pérdidas del transistor P también sean cero.

El transistor tendrá bajas pérdidas de conducción ("on") si tiene una baja tensión de saturación V _CE,sat realmente no podemos conseguir V=0, pero podemos acercarnos a este objetivo de diseño. (V*I=P será bajo porque V estará casi en cero).

Mientras el transistor pasa de encendido a apagado o de apagado a encendido, ni V ni I se acercarán a cero. Por lo tanto, el tiempo de conmutación debe ser lo más corto posible. Para el transistor, esto significa Tendrá bajas pérdidas de conmutación si se enciende y se apaga rápidamente. Generalmente es un problema con los transistores bipolares, pero puede que quieras buscar transistores diseñados para aplicaciones de conmutación; estos suelen tener una frecuencia de transición comparativamente alta f _t .

La resistencia entre la base y la masa no es una resistencia de polarización, sino una resistencia pull-down. El circuito integrado sólo puede tirar de la base hacia arriba (es decir, llevar el transistor externo a la conducción). Una vez que el circuito integrado deja de tirar hacia arriba (= deja de suministrar corriente de base), el trabajo de la resistencia pull down es llevar y mantener la base baja y mantener el transistor apagado. Mantenerlo apagado no es tanto problema como llevarlo allí. Cuanto menor sea el valor de la resistencia, más rápido pasará el transistor de su estado de encendido a su estado de apagado, minimizando las pérdidas durante cada proceso de apagado. Por otra parte, si la resistencia es demasiado baja, demandará y gastará corriente extra del pin de conmutación del circuito integrado (#2) mientras está encendido.

Answer 2

Aparte del manejo de la corriente, yo buscaría un transistor que tenga una alta ganancia de corriente continua para que se sature fácilmente, con una baja corriente de base, y uno que tenga un bajo \$V_{CE}\$ (sentado). Es decir, cuando está totalmente encendido, la caída de tensión a través de él es baja.

No sé qué manejo adicional de la corriente está buscando, pero tengo una sugerencia. Echa un vistazo a la 2SD882 transistor NPN de potencia media. Necesitaba un transistor con una ganancia de CC decente, manejo de corriente y baja \$V_{CE}\$ (sat). Después de buscar en numerosas hojas de datos, me decidí por esa. Me las arreglé para conseguir mis manos en un montón de Panasonic fabricados en Japón, y el \$H_{FE}\$ de todos ellos medía más de 360. (Esto probablemente no sea importante en esta aplicación).

El complemento PNP de este transistor es 2SB772 .

Ahora veamos las resistencias. \$R_{SC}\$ es una resistencia de detección de corriente. Tendrá un valor muy pequeño, una fracción de ohmio. El valor es importante porque determina el umbral de disparo para encender el transistor externo. La hoja de datos no da un valor para que en su circuito en particular, pero creo que el valor de la Fig. 11 de 0,33 ohmios puede ser reutilizado para el circuito de la Fig. 11a.

Luego está la resistencia de base del transistor. Su valor no parece crítico. Pero tenga en cuenta que esta resistencia funcionará como la resistencia de realimentación del emisor para el transistor de conmutación en el interior (Q2). La realimentación que desarrolla se opone al encendido de los transistores internos.

Hay una razón por la que la Fig. 11a se denomina "interruptor NPN" mientras que la 11b es "interruptor PNP saturado". La topología PNP no desarrolla realimentación. El emisor del interruptor está simplemente conectado a tierra.

El PNP parece el circuito superior; yo me decantaría por ese.