Olukey: Wacha tuzungumze juu ya jukumu la MOSFET katika usanifu wa kimsingi wa malipo ya haraka

Muundo wa msingi wa usambazaji wa umeme wamalipo ya harakaQC hutumia flyback + upande wa pili (pili) urekebishaji wa upatanishi wa SSR. Kwa waongofu wa flyback, kwa mujibu wa njia ya sampuli ya maoni, inaweza kugawanywa katika: kanuni za msingi (msingi) na udhibiti wa upande wa sekondari (sekondari); kulingana na eneo la mtawala wa PWM. Inaweza kugawanywa katika: udhibiti wa upande wa msingi (msingi) na udhibiti wa upande wa sekondari (sekondari). Inaonekana kwamba haina uhusiano wowote na MOSFET. Kwa hiyo,Olukeyinabidi uulize: MOSFET imefichwa wapi? Ilichukua jukumu gani?

1. Marekebisho ya upande wa msingi (msingi) na marekebisho ya upande wa sekondari (sekondari).

Utulivu wa voltage ya pato unahitaji kiungo cha maoni ili kutuma taarifa yake inayobadilika kwa mtawala mkuu wa PWM ili kurekebisha mabadiliko katika voltage ya pembejeo na mzigo wa pato. Kulingana na mbinu tofauti za sampuli za maoni, inaweza kugawanywa katika marekebisho ya upande wa msingi (msingi) na marekebisho ya upande wa pili (wa pili), kama inavyoonyeshwa katika Mchoro 1 na 2.

Marekebisho ya diode ya upande wa sekondari (sekondari).

Urekebishaji wa upatanishi wa SSR MOSFET umewekwa chini

Ishara ya maoni ya udhibiti wa upande wa msingi (msingi) haichukuliwi moja kwa moja kutoka kwa voltage ya pato, lakini kutoka kwa upepo wa msaidizi au upepo wa msingi wa msingi ambao hudumisha uhusiano fulani wa uwiano na voltage ya pato. Tabia zake ni:

① Mbinu ya maoni isiyo ya moja kwa moja, kiwango duni cha udhibiti wa upakiaji na usahihi duni;

②. Rahisi na gharama ya chini;

③. Hakuna haja ya kujitenga optocoupler.

Ishara ya maoni kwa ajili ya udhibiti wa upande wa sekondari (sekondari) inachukuliwa moja kwa moja kutoka kwa voltage ya pato kwa kutumia optocoupler na TL431. Tabia zake ni:

① Mbinu ya maoni ya moja kwa moja, kiwango kizuri cha udhibiti wa mzigo, kiwango cha udhibiti wa mstari na usahihi wa juu;

②. Mzunguko wa marekebisho ni ngumu na wa gharama kubwa;

③. Ni muhimu kutenganisha optocoupler, ambayo ina matatizo ya kuzeeka kwa muda.

2. Marekebisho ya diode ya upande wa sekondari (sekondari) naMOSFETurekebishaji wa kulandanisha SSR

Upande wa pili (wa pili) wa kigeuzi cha flyback kawaida hutumia urekebishaji wa diode kwa sababu ya sasa ya pato kubwa ya kuchaji haraka. Hasa kwa malipo ya moja kwa moja au malipo ya flash, sasa ya pato ni ya juu kama 5A. Ili kuboresha ufanisi, MOSFET hutumiwa badala ya diode kama kirekebishaji, ambacho huitwa urekebishaji wa sekondari (wa pili) wa upatanishi wa SSR, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3 na 4.

Upande wa pili (pili) Usawazishaji wa usawazishaji wa MOSFET

Tabia za urekebishaji wa diode ya upande wa sekondari (sekondari):

①. Rahisi, hakuna mtawala wa ziada wa gari anayehitajika, na gharama ni ya chini;

② Wakati pato la sasa ni kubwa, ufanisi ni mdogo;

③. Kuegemea juu.

Vipengele vya urekebishaji wa upatanishi wa upande wa sekondari (sekondari) wa MOSFET:

①. Complex, inayohitaji mtawala wa ziada wa gari na gharama kubwa;

②. Wakati pato la sasa ni kubwa, ufanisi ni wa juu;

③. Ikilinganishwa na diode, kuegemea kwao ni chini.

Katika matumizi ya vitendo, MOSFET ya SSR ya urekebishaji landanishi kawaida huhamishwa kutoka mwisho wa juu hadi mwisho wa chini ili kuwezesha kuendesha gari, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5.

Sifa za MOSFET ya hali ya juu ya urekebishaji wa upatanishi wa SSR:

①. Inahitaji gari la bootstrap au gari la kuelea, ambalo ni la gharama kubwa;

②. EMI nzuri.

Sifa za urekebishaji wa upatanishi wa SSR MOSFET uliowekwa mwisho wa chini:

① Hifadhi ya moja kwa moja, gari rahisi na gharama ya chini;

②. EMI duni.

3. Udhibiti wa upande wa msingi (msingi) na udhibiti wa upande wa sekondari (sekondari).

Mdhibiti mkuu wa PWM amewekwa upande wa msingi (msingi). Muundo huu unaitwa udhibiti wa upande wa msingi (msingi). Ili kuboresha usahihi wa voltage ya pato, kiwango cha udhibiti wa mzigo, na kiwango cha udhibiti wa mstari, udhibiti wa upande wa msingi (msingi) unahitaji optocoupler ya nje na TL431 kuunda kiungo cha maoni. Bandwidth ya mfumo ni ndogo na kasi ya majibu ni ya polepole.

Ikiwa mtawala mkuu wa PWM amewekwa kwenye upande wa pili (sekondari), optocoupler na TL431 zinaweza kuondolewa, na voltage ya pato inaweza kudhibitiwa moja kwa moja na kurekebishwa kwa majibu ya haraka. Muundo huu unaitwa udhibiti wa sekondari (sekondari).

Vipengele vya udhibiti wa upande wa msingi (msingi):

①. Optocoupler na TL431 zinahitajika, na kasi ya majibu ni polepole;

②. Kasi ya ulinzi wa pato ni polepole.

③. Katika hali inayoendelea ya urekebishaji wa kisawazishaji, upande wa pili (wa pili) unahitaji ishara ya ulandanishi.

Vipengele vya udhibiti wa sekondari (sekondari):

①. Pato hugunduliwa moja kwa moja, hakuna optocoupler na TL431 zinahitajika, kasi ya majibu ni ya haraka, na kasi ya ulinzi wa pato ni haraka;

②. Upande wa pili (wa pili) urekebishaji wa usawazishaji MOSFET inaendeshwa moja kwa moja bila hitaji la ishara za maingiliano; vifaa vya ziada kama vile vibadilishaji mapigo ya moyo, viunganishi vya sumaku au viambatanishi vinavyoweza kuunganishwa vinahitajika ili kusambaza ishara za uendeshaji za MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) yenye voltage ya juu.

③. Upande wa msingi (msingi) unahitaji mzunguko wa kuanzia, au upande wa pili (sekondari) una usambazaji wa umeme wa ziada kwa kuanzia.

4. Hali ya CCM inayoendelea au hali ya DCM isiyoendelea

Kigeuzi cha kurudi nyuma kinaweza kufanya kazi katika hali ya CCM inayoendelea au hali ya DCM isiyoendelea. Ikiwa sasa katika upepo wa sekondari (sekondari) hufikia 0 mwishoni mwa mzunguko wa kubadili, inaitwa hali ya DCM isiyoendelea. Ikiwa mkondo wa vilima vya sekondari (pili) sio 0 mwishoni mwa mzunguko wa kubadili, inaitwa hali ya CCM inayoendelea, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 8 na 9.

Inaweza kuonekana kutoka kwa Mchoro wa 8 na Mchoro wa 9 kwamba majimbo ya kazi ya urekebishaji wa synchronous SSR ni tofauti katika njia tofauti za uendeshaji za kibadilishaji cha flyback, ambayo ina maana pia kwamba mbinu za udhibiti wa urekebishaji wa synchronous SSR pia zitakuwa tofauti.

Ikiwa wakati uliokufa hauzingatiwi, wakati wa kufanya kazi katika hali inayoendelea ya CCM, SSR ya urekebishaji wa maingiliano ina majimbo mawili:

①. MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) ya juu-voltage imewashwa, na upande wa pili (wa pili) urekebishaji wa synchronous MOSFET imezimwa;

②. MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) yenye voltage ya juu imezimwa, na upande wa pili (wa pili) wa urekebishaji wa usawazishaji MOSFET umewashwa.

Vile vile, ikiwa muda uliokufa utapuuzwa, urekebishaji wa kisawazishaji wa SSR una hali tatu wakati wa kufanya kazi katika hali ya DCM isiyoendelea:

①. MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) ya juu-voltage imewashwa, na upande wa pili (wa pili) urekebishaji wa synchronous MOSFET imezimwa;

②. MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) ya high-voltage imezimwa, na upande wa sekondari (sekondari) urekebishaji wa synchronous MOSFET imewashwa;

③. MOSFET ya upande wa msingi (ya msingi) yenye voltage ya juu imezimwa, na upande wa pili (wa pili) wa urekebishaji wa usawazishaji MOSFET umezimwa.

5. Upande wa pili (pili) urekebishaji wa kisawazishaji wa SSR katika hali ya CCM inayoendelea

Ikiwa kibadilishaji cha malipo ya haraka-haraka kinafanya kazi katika hali inayoendelea ya CCM, njia ya udhibiti wa upande wa msingi (msingi), upande wa pili (pili) urekebishaji wa usawazishaji MOSFET inahitaji mawimbi ya maingiliano kutoka upande wa msingi (msingi) ili kudhibiti kuzima.

Njia mbili zifuatazo kawaida hutumiwa kupata ishara ya kiendeshi cha upande wa pili (sekondari):

(1) Tumia moja kwa moja upepo wa sekondari (wa pili), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 10;

(2) Tumia vipengee vya ziada vya kutenganisha kama vile transfoma ya mapigo ili kusambaza ishara ya kiendeshi kisawazisha kutoka upande wa msingi (msingi) hadi upande wa pili (wa pili), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 12.

Moja kwa moja kwa kutumia vilima vya sekondari (pili) ili kupata ishara ya gari ya synchronous, usahihi wa ishara ya gari ya synchronous ni vigumu sana kudhibiti, na ni vigumu kufikia ufanisi bora na kuegemea. Baadhi ya makampuni hutumia hata vidhibiti vya kidijitali ili kuboresha usahihi wa udhibiti, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 11.

Kutumia kibadilishaji cha mapigo ili kupata ishara za kuendesha gari zinazolingana kuna usahihi wa juu, lakini gharama ni ya juu.

Mbinu ya udhibiti wa upande wa pili (ya pili) kwa kawaida hutumia kibadilishaji mapigo au mbinu ya kuunganisha sumaku ili kupitisha ishara ya kiendeshi inayolingana kutoka upande wa pili (wa pili) hadi upande wa msingi (msingi), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7.v.

Tumia vilima vya sekondari (pili) moja kwa moja ili kupata ishara ya kiendeshi cha synchronous

Tumia vilima vya sekondari (pili) moja kwa moja ili kupata ishara ya kiendeshi inayolingana + udhibiti wa dijiti

6. Upande wa pili (pili) urekebishaji wa kisawazishaji wa SSR katika hali ya DCM isiyoendelea

Ikiwa kibadilishaji cha malipo ya haraka cha kurudi nyuma kitafanya kazi katika hali isiyoendelea ya DCM. Bila kujali njia ya udhibiti wa msingi (msingi) au njia ya udhibiti wa upande wa pili (sekondari), matone ya D na S voltage ya MOSFET ya urekebishaji wa synchronous yanaweza kugunduliwa na kudhibitiwa moja kwa moja.

(1) Kuwasha MOSFET ya urekebishaji linganishi

Wakati voltage ya VDS ya urekebishaji wa upatanishi wa MOSFET inapobadilika kutoka chanya hadi hasi, diode ya vimelea ya ndani huwasha, na baada ya kuchelewa fulani, urekebishaji wa kisawazishaji wa MOSFET huwashwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13.

(2) Kuzima MOSFET ya urekebishaji linganishi

Baada ya urekebishaji wa kisawazishaji MOSFET kuwashwa, VDS=-Io*Rdson. Wakati upepo wa pili (wa pili) wa vilima unapungua hadi 0, yaani, wakati voltage ya ishara ya sasa ya VDS inabadilika kutoka hasi hadi 0, urekebishaji wa MOSFET wa kusawazisha huzimwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 13.

Kuwasha na kuzima MOSFET ya urekebishaji landanishi katika modi ya DCM isiyoendelea

Katika matumizi ya vitendo, urekebishaji wa MOSFET wa upatanishi huzimwa kabla ya mkondo wa vilima wa sekondari (wa pili) kufikia 0 (VDS=0). Thamani za voltage ya marejeleo ya sasa ya ugunduzi zilizowekwa na chip tofauti ni tofauti, kama vile -20mV, -50mV, -100mV, -200mV, nk.

Voltage ya sasa ya kumbukumbu ya kugundua ya mfumo ni fasta. Kadiri thamani kamili ya voltage ya kumbukumbu ya ugunduzi inavyozidi, ndivyo hitilafu ndogo ya kuingiliwa na usahihi zaidi. Hata hivyo, wakati mzigo wa sasa wa Io unapopungua, MOSFET ya urekebishaji wa kisawazishaji itazimwa kwa mkondo mkubwa wa pato, na diode yake ya ndani ya vimelea itafanya kazi kwa muda mrefu zaidi, hivyo ufanisi hupunguzwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 14.

Voltage ya marejeleo ya sasa ya kuhisi na urekebishaji sawia wakati wa kuzima kwa MOSFET

Kwa kuongeza, ikiwa thamani kamili ya voltage ya kumbukumbu ya kutambua sasa ni ndogo sana. Hitilafu na mwingiliano wa mfumo unaweza kusababisha MOSFET ya urekebishaji landanishi kuzimwa baada ya mkondo wa vilima wa sekondari (wa pili) kuzidi 0, na kusababisha mtiririko wa kurudi nyuma, unaoathiri ufanisi na utegemezi wa mfumo.

Ishara za utambuzi wa sasa wa usahihi wa juu zinaweza kuboresha ufanisi na uaminifu wa mfumo, lakini gharama ya kifaa itaongezeka. Usahihi wa ishara ya sasa ya kugundua inahusiana na mambo yafuatayo:
①. Usahihi na drift ya joto ya voltage ya kumbukumbu ya sasa ya kugundua;
②. Voltage ya upendeleo na voltage ya kukabiliana, sasa ya upendeleo na sasa ya kukabiliana, na kushuka kwa joto kwa amplifier ya sasa;
③. Usahihi na upeperushaji wa halijoto ya Rdson on-voltage ya MOSFET ya kusahihisha landanishi.

Kwa kuongeza, kutoka kwa mtazamo wa mfumo, inaweza kuboreshwa kupitia udhibiti wa dijiti, kubadilisha voltage ya kumbukumbu ya ugunduzi wa sasa, na kubadilisha urekebishaji wa usawazishaji wa voltage ya kuendesha gari ya MOSFET.

Wakati mzigo wa pato sasa Io inapungua, ikiwa voltage ya kuendesha gari ya MOSFET ya nguvu inapungua, sambamba ya MOSFET ya kugeuka kwa voltage Rdson huongezeka. Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 15, inawezekana kuepuka kuzima mapema kwa MOSFET ya urekebishaji synchronous, kupunguza muda wa uendeshaji wa diode ya vimelea, na kuboresha ufanisi wa mfumo.

Kupunguza VGS ya voltage ya kuendesha gari na kuzima MOSFET ya kurekebisha synchronous

Inaweza kuonekana kutoka kwa Mchoro 14 kwamba wakati mzigo wa sasa wa Io unapungua, voltage ya sasa ya kumbukumbu ya kugundua pia inapungua. Kwa njia hii, wakati Io ya sasa ya pato ni kubwa, voltage ya juu ya kumbukumbu ya sasa ya kugundua hutumiwa kuboresha usahihi wa udhibiti; wakati pato la sasa la Io ni la chini, voltage ya kumbukumbu ya chini ya sasa ya kugundua hutumiwa. Inaweza pia kuboresha muda wa upitishaji wa MOSFET ya urekebishaji wa kisawazishaji na kuboresha ufanisi wa mfumo.

Wakati njia iliyo hapo juu haiwezi kutumika kwa uboreshaji, diodi za Schottky pia zinaweza kuunganishwa kwa usawa katika ncha zote mbili za urekebishaji wa synchronous MOSFET. Baada ya urekebishaji wa synchronous MOSFET kuzimwa mapema, diode ya nje ya Schottky inaweza kuunganishwa kwa freewheeling.

7. Sekondari (sekondari) dhibiti hali ya mseto ya CCM+DCM

Hivi sasa, kimsingi kuna masuluhisho mawili ya kawaida ya kuchaji simu ya rununu:

(1) Udhibiti wa upande wa msingi (msingi) na hali ya kufanya kazi ya DCM. Upande wa pili (wa pili) urekebishaji wa kisawazishaji MOSFET hauhitaji mawimbi ya ulandanishi.

(2) Udhibiti wa sekondari (sekondari), hali ya uendeshaji iliyochanganywa ya CCM+DCM (wakati mzigo wa pato unapopungua, kutoka CCM hadi DCM). Upande wa pili (wa pili) wa urekebishaji wa kisawazishaji MOSFET inaendeshwa moja kwa moja, na kanuni zake za mantiki ya kuwasha na kuzima zinaonyeshwa kwenye Mchoro 16:

Kuwasha MOSFET ya urekebishaji wa synchronous: Wakati voltage ya VDS ya urekebishaji wa synchronous MOSFET inabadilika kutoka chanya hadi hasi, diode yake ya ndani ya vimelea inageuka. Baada ya kuchelewa fulani, MOSFET ya urekebishaji wa synchronous huwashwa.

Kuzima urekebishaji wa upatanishi wa MOSFET:

① Wakati voltage ya pato ni chini ya thamani iliyowekwa, mawimbi ya saa ya kusawazisha hutumika kudhibiti kuzima kwa MOSFET na kufanya kazi katika hali ya CCM.

② Wakati voltage ya pato ni kubwa kuliko thamani iliyowekwa, ishara ya saa inayolingana hulindwa na njia ya kufanya kazi ni sawa na hali ya DCM. Mawimbi ya VDS=-Io*Rdson hudhibiti kuzima kwa MOSFET ya urekebishaji linganishi.

Upande wa pili (wa pili) hudhibiti urekebishaji wa upatanishi wa kuzimwa kwa MOSFET

Sasa, kila mtu anajua MOSFET ina jukumu gani katika QC nzima ya kuchaji kwa haraka!

Kuhusu Olukey

Timu kuu ya Olukey imeangazia vipengele kwa miaka 20 na ina makao yake makuu mjini Shenzhen. Biashara kuu: MOSFET, MCU, IGBT na vifaa vingine. Bidhaa kuu za wakala ni WINSOK na Cmsemicon. Bidhaa hutumiwa sana katika tasnia ya kijeshi, udhibiti wa viwandani, nishati mpya, bidhaa za matibabu, 5G, Mtandao wa Vitu, nyumba mahiri, na bidhaa mbalimbali za kielektroniki za watumiaji. Kwa kutegemea faida za wakala mkuu wa awali wa kimataifa, tunategemea soko la China. Tunatumia huduma zetu za kina zenye manufaa kutambulisha vipengele mbalimbali vya hali ya juu vya kielektroniki vya hali ya juu kwa wateja wetu, kusaidia watengenezaji kuzalisha bidhaa za ubora wa juu na kutoa huduma za kina.