Базавая структура электразабеспячэнняхуткая зарадкаQC выкарыстоўвае зваротны ход + другасны бок (другасны) сінхроннага выпрамлення SSR. Для зваротна-ходавых пераўтваральнікаў, у адпаведнасці з метадам выбаркі зваротнай сувязі, яго можна падзяліць на: першаснае (першаснае) рэгуляванне і другаснае (другаснае) рэгуляванне; у залежнасці ад размяшчэння ШІМ-кантролера. Яе можна падзяліць на: асноўны бакавы (першасны) кантроль і другасны бакавы (другасны) кантроль. Здаецца, гэта не мае нічога агульнага з MOSFET. Такім чынам,Олукейтрэба спытаць: дзе схаваны MOSFET? Якую ролю гэта адыграла?
1. Першаснае (першаснае) рэгуляванне і другаснае (другаснае) рэгуляванне
Стабільнасць выхаднога напружання патрабуе сувязі зваротнай сувязі для адпраўкі зменлівай інфармацыі на галоўны кантролер ШІМ для рэгулявання змяненняў уваходнага напружання і выходнай нагрузкі. У адпаведнасці з рознымі метадамі выбаркі зваротнай сувязі яе можна падзяліць на першасную (першасную) рэгуляванне і другасную (другасную) рэгуляванне, як паказана на малюнках 1 і 2.
Сігнал зваротнай сувязі першаснага боку (першаснага) рэгулявання бярэцца не непасрэдна з выхаднога напружання, а з дапаможнай абмоткі або першаснай першаснай абмоткі, якая падтрымлівае пэўную прапарцыйную залежнасць ад выхаднога напружання. Яго характарыстыкі:
① Метад ускоснай зваротнай сувязі, дрэнная хуткасць рэгулявання нагрузкі і нізкая дакладнасць;
②. Просты і нізкі кошт;
③. Няма неабходнасці ў ізаляцыйнай оптапары.
Сігнал зваротнай сувязі для другаснага боку (другаснага) рэгулявання бярэцца непасрэдна з выхаднога напружання з дапамогай оптапары і TL431. Яго характарыстыкі:
① метад прамой зваротнай сувязі, добрая хуткасць рэгулявання нагрузкі, хуткасць лінейнага рэгулявання і высокая дакладнасць;
②. Схема рэгулявання складаная і дарагая;
③. Неабходна ізаляваць оптапару, якая з часам старэе.
2. Другасная бакавая (другасны) дыёд выпроствання іMOSFETсінхроннага выпрамлення ССР
Другасная абмотка (другасная абмотка) зваротнага пераўтваральніка звычайна выкарыстоўвае дыёднае выпрамленне з-за вялікага выхаднога току хуткай зарадкі. Спецыяльна для прамой зарадкі або флэш-зарадкі выхадны ток дасягае 5 А. Для павышэння эфектыўнасці MOSFET выкарыстоўваецца замест дыёда ў якасці выпрамніка, які называецца другасным (другасным) сінхронным выпрамленнем SSR, як паказана на малюнках 3 і 4.
Характарыстыкі другаснага бакавога (другаснага) дыёда выпроствання:
①. Просты, дадатковы кантролер прывада не патрабуецца, а кошт невысокі;
② Калі выхадны ток вялікі, эфектыўнасць нізкая;
③. Высокая надзейнасць.
Асаблівасці сінхроннага выпрамлення MOSFET другаснага боку (другаснага):
①. Складаны, які патрабуе дадатковага кантролера прывада і высокага кошту;
②. Калі выхадны ток вялікі, эфектыўнасць высокая;
③. У параўнанні з дыёдамі іх надзейнасць невысокая.
У практычных прымяненнях МАП-транзістар SSR сінхроннага выпрамлення звычайна перамяшчаецца з верхняга ўзроўню на нізкі, каб палегчыць кіраванне, як паказана на малюнку 5.
Характарыстыкі высокага класа MOSFET сінхроннага выпрамлення SSR:
①. Гэта патрабуе загрузнага дыска або плаваючага дыска, што з'яўляецца дарагім;
②. Добры EMI.
Характарыстыкі сінхроннага выпроствання SSR MOSFET, размешчаныя ў ніжнім канцы:
① Прамы прывад, просты прывад і нізкі кошт;
②. Дрэнны EMI.
3. Першасны пабочны (першасны) кантроль і другасны пабочны (другасны) кантроль
Галоўны кантролер ШІМ размешчаны на першасным баку (першасным). Гэтая структура называецца першасным пабочным (першасным) кіраваннем. Для павышэння дакладнасці выхаднога напружання, хуткасці рэгулявання нагрузкі і хуткасці лінейнага рэгулявання першаснае (першаснае) кіраванне патрабуе знешняй оптапары і TL431 для фарміравання сувязі зваротнай сувязі. Прапускная здольнасць сістэмы невялікая, а хуткасць адказу нізкая.
Калі асноўны ШІМ-кантролер размешчаны на баку другаснай абмоткі (другаснай), оптапару і TL431 можна выдаліць, а выхадное напружанне можна непасрэдна кантраляваць і рэгуляваць з хуткай рэакцыяй. Гэтая структура называецца другасным (другасным) кіраваннем.
Асаблівасці першаснага пабочнага (першаснага) кантролю:
①. Патрабуецца оптапара і TL431, хуткасць рэакцыі нізкая;
②. Хуткасць выхаду абароны нізкая.
③. У бесперапынным рэжыме сінхроннага выпрамлення CCM другасны бок (другасны) патрабуе сігналу сінхранізацыі.
Асаблівасці другаснага (другаснага) кантролю:
①. Выхад выяўляецца непасрэдна, оптапара і TL431 не патрэбныя, хуткасць рэакцыі высокая, а хуткасць абароны выхаду высокая;
②. Другасны бок (другасны) сінхроннага выпроствання MOSFET кіруецца непасрэдна без неабходнасці сігналаў сінхранізацыі; дадатковыя прылады, такія як імпульсныя трансфарматары, магнітныя муфты або ёмістныя муфты, неабходныя для перадачы сігналаў кіравання першаснага боку (першаснага) высокага напружання MOSFET.
③. Першасны бок (першасны) мае патрэбу ў пускавым контуры, або другасны бок (другасным) мае дапаможны крыніца харчавання для запуску.
4. Бесперапынны рэжым CCM або перыядычны рэжым DCM
Зваротны пераўтваральнік можа працаваць у бесперапынным рэжыме CCM або перыядычным рэжыме DCM. Калі ток у другаснай (другаснай) абмотцы дасягае 0 у канцы цыклу пераключэння, гэта называецца рэжымам перарывістага DCM. Калі ток другаснай (другаснай) абмоткі не роўны 0 у канцы цыклу пераключэння, гэта называецца бесперапынным рэжымам CCM, як паказана на малюнках 8 і 9.
На малюнках 8 і 9 відаць, што працоўныя станы сінхроннага выпрамніка SSR адрозніваюцца ў розных рэжымах працы зваротнага пераўтваральніка, што таксама азначае, што метады кіравання сінхронным выпростваннем SSR таксама будуць адрознівацца.
Пры ігнараванні мёртвага часу пры працы ў бесперапынным рэжыме ККМ ССР сінхроннага выпрамлення мае два стану:
①. Высакавольтны MOSFET першаснага боку (першаснага) уключаны, а MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) выключаны;
②. Высакавольтны MOSFET першаснага боку (першаснага) выключаны, а MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) уключаны.
Аналагічным чынам, калі мёртвы час ігнаруецца, сінхронны рэктыфікацыйны SSR мае тры стану пры працы ў рэжыме перарывістага DCM:
①. Высакавольтны MOSFET першаснага боку (першаснага) уключаны, а MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) выключаны;
②. Высакавольтны MOSFET першаснага боку (першаснага) выключаны, а MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) уключаны;
③. Высакавольтны MOSFET першаснага боку (першаснага) выключаны, а MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) выключаны.
5. Другасная бакавая (другасная) сінхронная рэктыфікацыйная ВСР у бесперапынным рэжыме СКК
Калі зваротны пераўтваральнік з хуткай зарадкай працуе ў бесперапынным рэжыме CCM, метад кіравання першаснага боку (першаснага), то MOSFET сінхроннага выпрамлення другаснага боку (другаснага) патрабуе сігналу сінхранізацыі ад першаснага боку (першаснага) для кіравання адключэннем.
Для атрымання сігналу сінхроннага прывада другаснага боку (другаснага) звычайна выкарыстоўваюцца два наступныя метады:
(1) Непасрэдна выкарыстоўваць другасную (другасную) абмотку, як паказана на малюнку 10;
(2) Выкарыстоўвайце дадатковыя кампаненты ізаляцыі, такія як імпульсныя трансфарматары, для перадачы сігналу сінхроннага прывада ад першаснага боку (першаснага) да другаснага боку (другаснага), як паказана на малюнку 12.
Непасрэдна выкарыстоўваючы другасную (другасную) абмотку для атрымання сігналу сінхроннага прывада, дакладнасць сігналу сінхроннага прывада вельмі цяжка кантраляваць, і цяжка дасягнуць аптымізаванай эфектыўнасці і надзейнасці. Некаторыя кампаніі нават выкарыстоўваюць лічбавыя кантролеры для павышэння дакладнасці кіравання, як паказана на малюнку 11.
Выкарыстанне імпульснага трансфарматара для атрымання сінхронных сігналаў кіравання мае высокую дакладнасць, але кошт адносна высокі.
Метад кіравання другасным бокам (другасным) звычайна выкарыстоўвае імпульсны трансфарматар або метад магнітнай сувязі для перадачы сігналу сінхроннага прывада ад другаснага боку (другаснага) да першаснага боку (першаснага), як паказана на малюнку 7.v
6. Другасная бакавая (другасная) сінхронная рэктыфікацыя SSR у рэжыме перарывістага DCM
Калі зваротны пераўтваральнік хуткай зарадкі працуе ў перарывістым рэжыме DCM. Незалежна ад першаснага (першаснага) метаду кіравання або другаснага (другаснага) метаду кіравання, перапады напружання D і S MOSFET сінхроннага выпроствання можна непасрэдна выяўляць і кантраляваць.
(1) Уключэнне MOSFET сінхроннага выпрамлення
Калі напружанне VDS MOSFET сінхроннага выпрамлення змяняецца з станоўчага на адмоўнае, уключаецца ўнутраны паразітны дыёд, і пасля пэўнай затрымкі ўключаецца MOSFET сінхроннага выпрамлення, як паказана на малюнку 13.
(2) Адключэнне MOSFET сінхроннага выпрамлення
Пасля ўключэння MOSFET сінхроннага выпроствання VDS=-Io*Rdson. Калі ток другаснай (другаснай) абмоткі памяншаецца да 0, гэта значыць, калі напружанне сігналу выяўлення току VDS змяняецца з адмоўнага на 0, MOSFET сінхроннага выпрамлення адключаецца, як паказана на малюнку 13.
У практычных прымяненнях MOSFET сінхроннага выпроствання адключаецца да таго, як ток другаснай (другаснай) абмоткі дасягне 0 (VDS=0). Значэнні эталоннага напружання выяўлення току, устаноўленыя рознымі мікрасхемамі, розныя, напрыклад -20 мВ, -50 мВ, -100 мВ, -200 мВ і г.д.
Бягучае апорнае напружанне выяўлення сістэмы фіксаванае. Чым большае абсалютнае значэнне апорнага напружання выяўлення току, тым меншая памылка перашкод і лепшая дакладнасць. Аднак, калі выхадны ток нагрузкі Io памяншаецца, MOSFET сінхроннага выпрамлення адключаецца пры большым выхадным току, а яго ўнутраны паразітны дыёд будзе праводзіць больш працяглы час, таму эфектыўнасць зніжаецца, як паказана на малюнку 14.
Акрамя таго, калі абсалютнае значэнне бягучага апорнага напружання выяўлення занадта мала. Сістэмныя памылкі і перашкоды могуць прывесці да адключэння МАП-транзістара сінхроннага выпрамлення пасля таго, як ток другаснай (другаснай) абмоткі перавысіць 0, што прывядзе да зваротнага ўваходнага току, што ўплывае на эфектыўнасць і надзейнасць сістэмы.
Высокадакладныя сігналы выяўлення току могуць павысіць эфектыўнасць і надзейнасць сістэмы, але пры гэтым вырасце кошт прылады. Дакладнасць сігналу выяўлення току залежыць ад наступных фактараў:
①. Дакладнасць і тэмпературны дрэйф апорнага напружання выяўлення току;
②. Напружанне зрушэння і напружанне зрушэння, ток зрушэння і ток зрушэння, а таксама тэмпературны дрэйф узмацняльніка току;
③. Дакладнасць і тэмпературны дрэйф Rdson напружання сінхроннага выпроствання MOSFET.
Акрамя таго, з пункту гледжання сістэмы, яе можна палепшыць з дапамогай лічбавага кіравання, змены апорнага напружання выяўлення току і змены кіруючага напружання MOSFET сінхроннага выпрамлення.
Калі выхадны ток нагрузкі Io памяншаецца, калі кіруючае напружанне сілавога MOSFET памяншаецца, адпаведнае напружанне ўключэння MOSFET Rdson павялічваецца. Як паказана на малюнку 15, можна пазбегнуць датэрміновага адключэння МАП-транзістара сінхроннага выпрамлення, паменшыць час правядзення паразітнага дыёда і павысіць эфектыўнасць сістэмы.
На малюнку 14 відаць, што калі ток выхадной нагрузкі Io памяншаецца, апорнае напружанне выяўлення току таксама памяншаецца. Такім чынам, калі выхадны ток Io вялікі, для павышэння дакладнасці кіравання выкарыстоўваецца больш высокае апорнае напружанне выяўлення току; калі выхадны ток Io нізкі, выкарыстоўваецца апорнае напружанне выяўлення меншага току. Гэта можа таксама палепшыць час правядзення сінхроннага выпроствання MOSFET і павысіць эфектыўнасць сістэмы.
Калі вышэйзгаданы метад не можа быць выкарыстаны для паляпшэння, дыёды Шоткі таксама могуць быць падключаны паралельна на абодвух канцах MOSFET сінхроннага выпрамлення. Пасля загадзя адключанага MOSFET сінхроннага выпроствання можна падключыць знешні дыёд Шоткі для вольнага ходу.
7. Другаснае (другаснае) кіраванне гібрыдным рэжымам CCM+DCM
У цяперашні час у асноўным існуе два найбольш часта выкарыстоўваюцца рашэнні для хуткай зарадкі мабільнага тэлефона:
(1) Першаснае бакавое (асноўнае) кіраванне і працоўны рэжым DCM. MOSFET другаснага боку (другаснага) сінхроннага выпроствання не патрабуе сігналу сінхранізацыі.
(2) Другаснае (другаснае) кіраванне, CCM+DCM змешаны рэжым працы (пры змяншэнні выхаднога току нагрузкі, ад CCM да DCM). Другасны бакавы (другасны) сінхронны MOSFET-транзістар кіруецца непасрэдна, і яго лагічныя прынцыпы ўключэння і выключэння паказаны на малюнку 16:
Уключэнне MOSFET сінхроннага выпрамлення: калі напружанне VDS MOSFET сінхроннага выпрамлення змяняецца з станоўчага на адмоўнае, уключаецца яго ўнутраны паразітны дыёд. Пасля пэўнай затрымкі ўключаецца MOSFET сінхроннага выпроствання.
Адключэнне MOSFET сінхроннага выпроствання:
① Калі выхадное напружанне менш за зададзенае значэнне, сінхронны тактавы сігнал выкарыстоўваецца для кіравання выключэннем MOSFET і працы ў рэжыме CCM.
② Калі выхадное напружанне перавышае зададзенае значэнне, сінхронны тактавы сігнал экрануецца, а метад працы такі ж, як і ў рэжыме DCM. Сігнал VDS=-Io*Rdson кіруе адключэннем MOSFET сінхроннага выпрамлення.
Цяпер усе ведаюць, якую ролю адыгрывае MOSFET ва ўсёй хуткай зарадцы QC!
Пра Олюкея
Асноўная каманда Olukey засяроджваецца на кампанентах на працягу 20 гадоў і мае штаб-кватэру ў Шэньчжэне. Асноўны напрамак дзейнасці: MOSFET, MCU, IGBT і іншыя прылады. Асноўнымі прадуктамі агента з'яўляюцца WINSOK і Cmsemicon. Прадукцыя шырока выкарыстоўваецца ў ваеннай прамысловасці, прамысловым кіраванні, новай энергетыцы, медыцынскіх прадуктах, 5G, Інтэрнеце рэчаў, разумных дамах і розных спажывецкіх электроніках. Абапіраючыся на перавагі першапачатковага глабальнага генеральнага агента, мы заснаваны на кітайскім рынку. Мы выкарыстоўваем нашы шырокія выгадныя паслугі, каб прадстаўляць нашым кліентам розныя перадавыя высокатэхналагічныя электронныя кампаненты, дапамагаць вытворцам у вытворчасці высакаякаснай прадукцыі і прадастаўляць комплексныя паслугі.
Час публікацыі: 14 снежня 2023 г
