Forma correcta de conectar la lógica GND / power GND en el controlador MOSFET

He respondido una pregunta muy similar a esta aquí ( ¿Cómo diseño correctamente la separación del plano de tierra para Texas Instruments TPS63060 IC? ), Pero modificaré una respuesta aquí.

IRF le pide que mantenga esos terrenos "separados" en el sentido de que no quieren (como ejemplo) 5A de corriente que fluye a través de los interruptores/etapas de salida para perturbar la referencia de tierra que el IC está usando para su bucle de control de señal pequeña .

Digamos que su plano de tierra / cobre tiene una resistencia de 0,010 ohmios (que es estúpidamente alta para un plano de cobre). En un convertidor reductor, digamos que el interruptor síncrono inferior se enciende y la corriente ahora fluye a través de las flechas azules allí. Con la resistencia del avión (dejando de lado la inductancia aquí), la ley de Ohm nos dice que ocurrirá una caída de 50 mV. Los componentes cercanos que están conectados al plano de tierra cerca de la ruta por donde fluye la corriente tendrán su tierra perturbada por el flujo de corriente (nota al margen: una de las cosas más simples que puede hacer un diseñador es simplemente colocar circuitos sensibles separados físicamente de las áreas de alta potencia ).

La línea roja representa el flujo de corriente cuando el transistor inferior está encendido. Si este transistor está cambiando, digamos 5-10A (como se sugirió anteriormente), verá una caída de voltaje en su plano GND, especialmente en las cercanías de ese transistor.

¿Porque es esto importante?

La parte verde del circuito que he marcado con un círculo es el controlador de compuerta interno de la pieza. Su propósito en la vida es tomar la señal de entrada de nivel lógico en IN y convertirla en una señal que pueda controlar un MOSFET externo. Dado que este es el lado bajo, no necesita una bomba de carga ni nada sofisticado.

Sin embargo , mire el suelo de la porción y la flecha azul. Eso representa la ruta actual cuando su controlador está tratando de apagar el MOSFET inferior. Recuerde que un MOSFET está controlado por el VGS, o voltaje de puerta a fuente. Cuando este voltaje está por encima de cierto umbral, el transistor está encendido. Cuando está debajo de él, el transistor debe estar apagado. Este controlador intenta que eso suceda lo más rápido y limpio posible, para evitar efectos no deseados como el encendido inducido por el efecto Miller .

La fuente de su MOSFET de lado bajo es el GND de 'potencia', que verá altas corrientes. Desea que su controlador 'monte el caballo salvaje', por así decirlo, de modo que cuando intente llevar VGS a 0, esté conduciendo la puerta MOSFET al mismo potencial que su fuente MOSFET. Si se hizo referencia a un nodo GND que no tiene el mismo potencial que la fuente (como GND en el otro lado del chip), en realidad puede terminar con un VGS (cuando está apagado) que es -/+ varios cientos de milivoltios , en lugar de 0V.

Entonces, lo que realmente quiere hacer aquí es conectar el pin COM únicamente a la fuente del MOSFET de la manera más directa posible, no vaya directamente al plano GND. Desea que la corriente fluya desde el nodo fuente MOSFET ("power GND") hacia el nodo COM.

Finalmente, veamos el nodo VSS:

Esta es la referencia de nivel lógico para la señal PWM entrante, bastante simple. El disparador Schmitt usará este nodo como comparación para ver si cumplió con los requisitos de VIH/VIL y si quería un '1' o un '0' en el controlador. Idealmente, este es el mismo potencial que el microprocesador / lo que sea que esté impulsando este chip.

Entonces, para resumir :

• debe tener un capacitor entre el pin 7 y el pin 3, es el capacitor de desacoplamiento local para la lógica interna. Un solo 0.1uF debería estar bien.
• el nodo COM se puede considerar como el retorno del 'controlador de compuerta del lado bajo' y se debe hacer referencia lo más cerca posible del potencial fuente del MOSFET
• las altas corrientes que fluyen en una PCB no le permiten suponer que GND tiene el mismo potencial en todas partes

Entonces, lo que tiene para su conexión COM es correcto, en mi opinión.