Pagrindinė maitinimo struktūragreitas įkrovimasQC naudoja „flyback“ + antrinės pusės (antrinio) sinchroninio ištaisymo SSR. Flyback keitikliams pagal grįžtamojo ryšio mėginių ėmimo metodą galima suskirstyti į: pirminį (pirminį) reguliavimą ir antrinį (antrinį) reguliavimą; pagal PWM valdiklio vietą. Jį galima suskirstyti į: pirminį (pirminį) valdymą ir antrinį (antrinį) valdymą. Atrodo, kad tai neturi nieko bendra su MOSFET. Taigi,Olukeyturi paklausti: kur paslėptas MOSFET? Kokį vaidmenį tai atliko?
1. Pirminės pusės (pirminis) ir antrinės pusės (antrinis) reguliavimas
Išėjimo įtampos stabilumui reikalinga grįžtamojo ryšio nuoroda, kuri siunčia kintančią informaciją į pagrindinį PWM valdiklį, kad būtų galima reguliuoti įėjimo įtampos ir išėjimo apkrovos pokyčius. Pagal skirtingus grįžtamojo ryšio mėginių ėmimo metodus jis gali būti suskirstytas į pirminį (pirminį) ir antrinį (antrinį) reguliavimą, kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose.
Pirminės pusės (pirminio) reguliavimo grįžtamasis signalas imamas ne tiesiogiai iš išėjimo įtampos, o iš pagalbinės apvijos arba pirminės pirminės apvijos, kuri palaiko tam tikrą proporcingą ryšį su išėjimo įtampa. Jo charakteristikos yra šios:
① Netiesioginio grįžtamojo ryšio metodas, prastas apkrovos reguliavimo greitis ir prastas tikslumas;
②. Paprasta ir maža kaina;
③. Nereikia izoliacinio optrono.
Grįžtamojo ryšio signalas antriniam (antriniam) reguliavimui paimamas tiesiai iš išėjimo įtampos naudojant optroną ir TL431. Jo charakteristikos yra šios:
① Tiesioginio grįžtamojo ryšio metodas, geras apkrovos reguliavimo greitis, linijinis reguliavimo greitis ir didelis tikslumas;
②. Reguliavimo grandinė yra sudėtinga ir brangi;
③. Būtina izoliuoti optroną, kuris laikui bėgant turi senėjimo problemų.
2. Antrinio šoninio (antrinio) diodo ištaisymas irMOSFETsinchroninis ištaisymas SSR
Flyback keitiklio antrinėje pusėje (antrinėje) paprastai naudojamas diodinis ištaisymas dėl didelės greitojo įkrovimo išėjimo srovės. Ypač tiesioginio įkrovimo arba blykstės įkrovimo atveju išėjimo srovė siekia 5 A. Siekiant pagerinti efektyvumą, vietoj diodo kaip lygintuvas naudojamas MOSFET, kuris vadinamas antriniu (antriniu) sinchroniniu lygintuvu, kaip parodyta 3 ir 4 paveiksluose.
Antrinio šoninio (antrinio) diodo ištaisymo charakteristikos:
①. Paprasta, nereikia papildomo pavaros valdiklio, o kaina nedidelė;
② Kai išėjimo srovė yra didelė, efektyvumas yra mažas;
③. Didelis patikimumas.
Antrinės pusės (antrinio) MOSFET sinchroninio ištaisymo ypatybės:
①. Sudėtingas, reikalaujantis papildomo pavaros valdiklio ir didelių sąnaudų;
②. Kai išėjimo srovė yra didelė, efektyvumas yra didelis;
③. Palyginti su diodais, jų patikimumas yra mažas.
Praktikoje sinchroninio ištaisymo SSR MOSFET paprastai perkeliamas iš aukščiausios klasės į žemesnę, kad būtų lengviau važiuoti, kaip parodyta 5 paveiksle.
Sinchroninio ištaisymo SSR aukščiausios klasės MOSFET charakteristikos:
①. Tam reikia įkrovos arba slankiojo disko, o tai brangu;
②. Geras EMI.
Sinchroninio ištaisymo SSR MOSFET, esančio žemesniame gale, charakteristikos:
① Tiesioginė pavara, paprasta pavara ir maža kaina;
②. Vargšas EMI.
3. Pirminės pusės (pirminis) valdymas ir antrinės pusės (antrinis) valdymas
PWM pagrindinis valdiklis yra pirminėje pusėje (pirminėje). Ši struktūra vadinama pirminiu šoniniu (pirminiu) valdymu. Siekiant pagerinti išėjimo įtampos, apkrovos reguliavimo greičio ir tiesinio reguliavimo greičio tikslumą, pirminės pusės (pirminiam) valdymui reikalingas išorinis optronas ir TL431, kad sudarytų grįžtamąjį ryšį. Sistemos pralaidumas mažas, o atsako greitis lėtas.
Jei PWM pagrindinis valdiklis yra antrinėje pusėje (antrinėje), optroną ir TL431 galima išimti, o išėjimo įtampą galima tiesiogiai valdyti ir reguliuoti greitai reaguojant. Ši struktūra vadinama antrine (antrine) kontrole.
Pirminio šoninio (pirminio) valdymo ypatybės:
①. Reikalingas optronas ir TL431, o atsako greitis yra lėtas;
②. Išvesties apsaugos greitis yra lėtas.
③. Sinchroninio ištaisymo nuolatiniame režime CCM, antrinė pusė (antrinė) reikalauja sinchronizavimo signalo.
Antrinio (antrinio) valdymo ypatybės:
①. Išvestis aptinkama tiesiogiai, nereikia optrono ir TL431, greitas atsako greitis ir greitas išėjimo apsaugos greitis;
②. Antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra tiesiogiai valdomas, nereikalaujant sinchronizavimo signalų; Pirminės pusės (pirminio) aukštos įtampos MOSFET varomiesiems signalams perduoti reikalingi papildomi įrenginiai, tokie kaip impulsiniai transformatoriai, magnetinės jungtys ar talpinės jungtys.
③. Pirminei pusei (pirminei) reikia paleidimo grandinės, arba antrinėje pusėje (antrinėje) yra papildomas maitinimo šaltinis.
4. Nepertraukiamas CCM režimas arba nepertraukiamas DCM režimas
„Flyback“ keitiklis gali veikti nepertraukiamu CCM režimu arba nepertraukiamu DCM režimu. Jei srovė antrinėje (antrinėje) apvijoje perjungimo ciklo pabaigoje pasiekia 0, tai vadinama nepertraukiamu DCM režimu. Jei antrinės (antrinės) apvijos srovė perjungimo ciklo pabaigoje nėra lygi 0, tai vadinama nuolatiniu CCM režimu, kaip parodyta 8 ir 9 paveiksluose.
Iš 8 ir 9 paveikslų matyti, kad sinchroninio ištaisymo SSR darbo būsenos skirtinguose grįžtamojo keitiklio veikimo režimuose yra skirtingos, o tai taip pat reiškia, kad skirsis ir sinchroninio ištaisymo SSR valdymo būdai.
Jei neveikiantis laikas yra ignoruojamas, dirbant nuolatiniu CCM režimu, sinchroninio ištaisymo SSR yra dvi būsenos:
①. Pirminės pusės (pirminis) aukštos įtampos MOSFET yra įjungtas, o antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra išjungtas;
②. Pirminės pusės (pirminis) aukštos įtampos MOSFET yra išjungtas, o antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra įjungtas.
Panašiai, jei nepertraukiamo laiko nepaisoma, sinchroninio ištaisymo SSR, veikiant nepertraukiamu DCM režimu, turi tris būsenas:
①. Pirminės pusės (pirminis) aukštos įtampos MOSFET yra įjungtas, o antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra išjungtas;
②. Pirminės pusės (pirminis) aukštos įtampos MOSFET yra išjungtas, o antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra įjungtas;
③. Pirminės pusės (pirminis) aukštos įtampos MOSFET yra išjungtas, o antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo MOSFET yra išjungtas.
5. Antrinės pusės (antrinė) sinchroninio ištaisymo SSR nepertraukiamu CCM režimu
Jei greito įkrovimo grįžtamasis keitiklis veikia nuolatiniu CCM režimu, pirminės pusės (pirminio) valdymo metodu, antrinės pusės (antrinės) sinchroninio ištaisymo MOSFET išjungimui valdyti reikalingas sinchronizacijos signalas iš pirminės pusės (pirminis).
Antrinės pusės (antrinės) pusės sinchroniniam pavaros signalui gauti dažniausiai naudojami šie du metodai:
(1) Tiesiogiai naudokite antrinę (antrinę) apviją, kaip parodyta 10 paveiksle;
(2) Naudokite papildomus izoliavimo komponentus, tokius kaip impulsiniai transformatoriai, kad perduotų sinchroninės pavaros signalą iš pirminės pusės (pirminės) į antrinę pusę (antrinę), kaip parodyta 12 paveiksle.
Tiesiogiai naudojant antrinę (antrinę) apviją sinchroninės pavaros signalui gauti, labai sunku kontroliuoti sinchroninės pavaros signalo tikslumą, sunku pasiekti optimalų efektyvumą ir patikimumą. Kai kurios įmonės netgi naudoja skaitmeninius valdiklius, kad pagerintų valdymo tikslumą, kaip parodyta 11 paveiksle.
Impulsinio transformatoriaus naudojimas sinchroniniams vairavimo signalams gauti yra labai tikslus, tačiau kaina yra gana didelė.
Antrinės pusės (antrinio) valdymo metodas paprastai naudoja impulsų transformatorių arba magnetinio sujungimo metodą sinchroninio pavaros signalui perduoti iš antrinės pusės (antrinės) į pirminę pusę (pirminę), kaip parodyta 7.v pav.
6. Antrinės pusės (antrinis) sinchroninio ištaisymo SSR nepertraukiamu DCM režimu
Jei greito įkrovimo keitiklis veikia nepertraukiamu DCM režimu. Nepriklausomai nuo pirminio (pirminio) valdymo metodo ar antrinio (antrinio) valdymo metodo, sinchroninio ištaisymo MOSFET D ir S įtampos kritimus galima tiesiogiai aptikti ir valdyti.
(1) Sinchroninio ištaisymo MOSFET įjungimas
Sinchroninio ištaisymo MOSFET VDS įtampai pasikeitus iš teigiamos į neigiamą, įsijungia vidinis parazitinis diodas, o po tam tikro uždelsimo įsijungia sinchroninio ištaisymo MOSFET, kaip parodyta 13 pav.
(2) Sinchroninio ištaisymo MOSFET išjungimas
Įjungus sinchroninį ištaisymą MOSFET, VDS=-Io*Rdson. Kai antrinės (antrinės) apvijos srovė sumažėja iki 0, tai yra, kai srovės aptikimo signalo VDS įtampa pasikeičia iš neigiamo į 0, sinchroninis ištaisymas MOSFET išsijungia, kaip parodyta 13 paveiksle.
Praktikoje sinchroninio ištaisymo MOSFET išsijungia, kol antrinės (antrinės) apvijos srovė pasiekia 0 (VDS=0). Skirtingų lustų nustatytos srovės aptikimo atskaitos įtampos vertės yra skirtingos, pvz., -20mV, -50mV, -100mV, -200mV ir kt.
Sistemos srovės aptikimo atskaitos įtampa yra fiksuota. Kuo didesnė srovės aptikimo atskaitos įtampos absoliuti vertė, tuo mažesnė trikdžių paklaida ir didesnis tikslumas. Tačiau, sumažėjus išėjimo apkrovos srovei Io, sinchroninio ištaisymo MOSFET išsijungs esant didesnei išėjimo srovei, o jo vidinis parazitinis diodas ves ilgiau, todėl efektyvumas sumažėja, kaip parodyta 14 pav.
Be to, jei srovės aptikimo atskaitos įtampos absoliuti vertė yra per maža. Dėl sistemos klaidų ir trukdžių sinchroninio ištaisymo MOSFET gali išsijungti po to, kai antrinė (antrinė) apvijos srovė viršija 0, todėl atsiranda atvirkštinė įtekėjimo srovė, o tai turi įtakos efektyvumui ir sistemos patikimumui.
Didelio tikslumo srovės aptikimo signalai gali pagerinti sistemos efektyvumą ir patikimumą, tačiau padidės įrenginio kaina. Dabartinio aptikimo signalo tikslumas priklauso nuo šių veiksnių:
①. Srovės aptikimo etaloninės įtampos tikslumas ir temperatūros poslinkis;
②. Srovės stiprintuvo poslinkio įtampa ir poslinkio įtampa, poslinkio srovė ir poslinkio srovė bei temperatūros poslinkis;
③. Sinchroninio ištaisymo MOSFET įtampos Rdson tikslumas ir temperatūros poslinkis.
Be to, žvelgiant iš sistemos perspektyvos, jį galima patobulinti naudojant skaitmeninį valdymą, keičiant srovės aptikimo atskaitos įtampą ir keičiant sinchroninio ištaisymo MOSFET pavaros įtampą.
Sumažėjus išėjimo apkrovos srovei Io, mažėjant galios MOSFET pavaros įtampai, didėja atitinkama MOSFET įjungimo įtampa Rdson. Kaip parodyta 15 paveiksle, galima išvengti ankstyvo sinchroninio ištaisymo MOSFET išjungimo, sumažinti parazitinio diodo laidumo laiką ir pagerinti sistemos efektyvumą.
Iš 14 paveikslo matyti, kad mažėjant išėjimo apkrovos srovei Io, mažėja ir srovės aptikimo atskaitos įtampa. Tokiu būdu, kai išėjimo srovė Io yra didelė, valdymo tikslumui pagerinti naudojama didesnė srovės aptikimo atskaitos įtampa; kai išėjimo srovė Io maža, naudojama mažesnė srovės aptikimo atskaitos įtampa. Tai taip pat gali pagerinti sinchroninio ištaisymo MOSFET laidumo laiką ir pagerinti sistemos efektyvumą.
Kai aukščiau aprašytas metodas negali būti naudojamas tobulinti, Schottky diodai taip pat gali būti prijungti lygiagrečiai abiejuose sinchroninio ištaisymo MOSFET galuose. Iš anksto išjungus sinchroninį ištaisymą MOSFET, galima prijungti išorinį Schottky diodą laisvai eigai.
7. Antrinis (antrinis) valdymo CCM+DCM hibridinis režimas
Šiuo metu iš esmės yra du dažniausiai naudojami mobiliojo telefono greitojo įkrovimo sprendimai:
(1) Pirminės pusės (pagrindinis) valdymas ir DCM darbo režimas. Antrinės pusės (antrinis) sinchroninis ištaisymas MOSFET nereikalauja sinchronizacijos signalo.
(2) Antrinis (antrinis) valdymas, CCM + DCM mišrus veikimo režimas (kai išėjimo apkrovos srovė mažėja, iš CCM į DCM). Antrinės pusės (antrinio) sinchroninio ištaisymo MOSFET varomas tiesiogiai, o jo įjungimo ir išjungimo logikos principai parodyti 16 paveiksle:
Sinchroninio ištaisymo MOSFET įjungimas: Kai sinchroninio ištaisymo MOSFET VDS įtampa pasikeičia iš teigiamos į neigiamą, įsijungia jo vidinis parazitinis diodas. Po tam tikro uždelsimo įsijungia sinchroninio ištaisymo MOSFET.
Sinchroninio ištaisymo MOSFET išjungimas:
① Kai išėjimo įtampa yra mažesnė už nustatytą vertę, sinchroninis laikrodžio signalas naudojamas MOSFET išjungimui valdyti ir darbui CCM režimu.
② Kai išėjimo įtampa yra didesnė už nustatytą vertę, sinchroninio laikrodžio signalas yra ekranuotas, o darbo metodas yra toks pat kaip DCM režimo. VDS=-Io*Rdson signalas valdo sinchroninio ištaisymo MOSFET išjungimą.
Dabar visi žino, kokį vaidmenį MOSFET atlieka visame greito įkrovimo QC!
Apie Olukey
„Olukey“ pagrindinė komanda 20 metų daugiausia dėmesio skyrė komponentams, o jos būstinė yra Šendžene. Pagrindinė veikla: MOSFET, MCU, IGBT ir kiti įrenginiai. Pagrindiniai agento produktai yra WINSOK ir Cmsemicon. Produktai plačiai naudojami karinėje pramonėje, pramonės valdyme, naujoje energetikoje, medicinos gaminiuose, 5G, daiktų internete, išmaniuosiuose namuose ir įvairiuose plataus vartojimo elektronikos gaminiuose. Remdamiesi pirminio pasaulinio bendrojo agento pranašumais, mes remiamės Kinijos rinka. Mes naudojame visapusiškas naudingas paslaugas, norėdami pristatyti savo klientams įvairius pažangius aukštųjų technologijų elektroninius komponentus, padėti gamintojams gaminti aukštos kokybės produktus ir teikti visapusiškas paslaugas.
Paskelbimo laikas: 2023-12-14
