同期整流回路部：周辺回路部品の選定－DRAIN端子のD1、R1、R2

前回は同期整流部の設計のスタートして、設計に使う電源ICを決定しました。続いて、選択した電源IC、BM1R00147Fの周辺回路部品の選定に入ります。今回は、DRAIN端子のD1、R1、R2です。

同期整流回路部：周辺回路部品の選定－DRAIN端子のD1、R1、R2

DRAIN端子にサージ対策がない場合の回路と波形図の例を示します。

V_DS2の波形（水色）には、立ち上がりにサージ（もしくはスパイク）が発生しています。これによって誤検出を起こし、V_GS2（赤紫）が本来必要な時間より短い時間でOFFしています。

以下は、このサージ対策として、DRAIN端子にD1、R1、R2を付加した回路と波形図の例です。

D1、R1、R2によってサージが抑制されたことでV_DS2は正常に検出され、V_GS2も正常な波形になっています。

これで、D1、R1、R2を挿入する目的と効果が理解できたと思いますので、各々の具体的な定数設定について説明します。

■ダイオードD1

ダイオードD1は、MOSFETがON時の電流経路になります。回路図では単にダイオードの記号になっていますが、順方向電圧V_fが低い小信号ショットキーバリアダイオード（SBD）を選定してください。また、DRAIN端子はインピーダンスが高いため、D1にはV_DS2以上の耐圧は必要なく、低耐圧品を選定することが可能です。この設計事例ではROHM製RB751VM-40（V_R＝30V、I_O＝30mA、V_{f MAX}＝0.37V）を選定します。

■R1

R1はV_DS2検出フィルタ用抵抗になります。300Ω~2kΩ程度を挿入してください。V_DS2の波形、およびV_GS2の波形を確認しながら選定します。この設計事例では1kΩとします。なお、R1の定数設定の詳細は別途説明を予定しています。

■R2

R2は電流制限抵抗になります。二次側MOSFET M2に電流I_FET2が流れ始める瞬間、二次側MOSFET M2はOFF状態のため、I_FET2は二次側MOSFET M2のボディダイオードを流れるので、V_DS2＝－V_{f_M2}（MOSFET M2のボディダイオードのV_f）となります。ICのDRAIN端子は負電圧になるため、ICから電流Idが流れ出ます。（下図参照）

R2はICの保護のため、この時に流れる電流Idが6mA以下になるように選択します。R2は下記の式から算出できます。

MOSFET M2のボディダイオードのV_fの最大値であるV_{f_M2 MAX}を1.2V、D1のV_f最小値V_{f_D1_MIN}＝0.2V、
IC内部ESDダイオードのV_f最小値V_{f_ESD_MIN}＝0.4Vとした場合、R2＞100Ωとなります。

マージンを考慮し、150Ωを選定します。