Olukey: Ejja nitkellmu dwar ir-rwol tal-MOSFET fl-arkitettura bażika tal-iċċarġjar veloċi

L-istruttura bażika tal-provvista tal-enerġija ta 'iċċarġjar veloċiQC juża flyback + naħa sekondarja (sekondarja) rettifika sinkronika SSR. Għal konvertituri flyback, skont il-metodu ta 'kampjunar ta' feedback, jista 'jinqasam fi: regolamentazzjoni primarja (primarja) u regolamentazzjoni sekondarja (sekondarja); skond il-post tal-kontrollur PWM. Jista 'jinqasam fi: naħa primarja (primarja) kontroll u naħa sekondarja (sekondarja) kontroll. Jidher li m'għandha x'taqsam xejn mal-MOSFET. Allura,Olukeygħandu jistaqsi: Fejn huwa moħbi l-MOSFET? Liema rwol kellha?

1. Aġġustament tan-naħa primarja (primarja) u aġġustament tan-naħa sekondarja (sekondarja).

L-istabbiltà tal-vultaġġ tal-ħruġ teħtieġ link ta 'feedback biex tibgħat l-informazzjoni li tinbidel tagħha lill-kontrollur prinċipali PWM biex taġġusta l-bidliet fil-vultaġġ tad-dħul u t-tagħbija tal-ħruġ. Skont il-metodi differenti ta 'kampjunar ta' feedback, jista 'jinqasam f'aġġustament tal-ġenb primarju (primarju) u aġġustament tal-ġenb sekondarju (sekondarju), kif muri fil-Figuri 1 u 2.

Rettifika tad-dijodu tal-ġenb sekondarju (sekondarju).

SSR rettifika sinkronika MOSFET jitqiegħed fil-qiegħ

Is-sinjal ta 'feedback tar-regolazzjoni tan-naħa primarja (primarja) ma jittieħedx direttament mill-vultaġġ tal-ħruġ, iżda mill-istralċ awżiljarju jew l-istralċ primarju primarju li jżomm ċerta relazzjoni proporzjonali mal-vultaġġ tal-ħruġ. Il-karatteristiċi tiegħu huma:

① Metodu ta 'feedback indirett, rata fqira ta' regolazzjoni tat-tagħbija u preċiżjoni fqira;

②. Sempliċi u bi prezz baxx;

③. Ebda ħtieġa għal optocoupler iżolament.

Is-sinjal ta 'feedback għar-regolamentazzjoni sekondarji (sekondarja) jittieħed direttament mill-vultaġġ tal-ħruġ bl-użu ta' optocoupler u TL431. Il-karatteristiċi tiegħu huma:

① Metodu ta 'feedback dirett, rata tajba ta' regolazzjoni tat-tagħbija, rata ta 'regolazzjoni lineari, u preċiżjoni għolja;

②. Iċ-ċirkwit ta 'aġġustament huwa kumpless u għali;

③. Huwa meħtieġ li jiġi iżolat l-optocoupler, li għandu problemi ta 'tixjiħ maż-żmien.

2. Ir-rettifika tad-dijodu tal-ġenb sekondarju (sekondarja) uMOSFETrettifika sinkronika SSR

In-naħa sekondarja (sekondarja) tal-konvertitur flyback normalment tuża rettifika tad-dijodu minħabba l-kurrent kbir tal-ħruġ tal-iċċarġjar veloċi. Speċjalment għall-iċċarġjar dirett jew iċċarġjar flash, il-kurrent tal-ħruġ huwa għoli daqs 5A. Sabiex tittejjeb l-effiċjenza, MOSFET jintuża minflok id-dijodu bħala r-rettifikatur, li jissejjaħ SSR ta 'rettifika sinkronika sekondarja (sekondarja), kif muri fil-Figuri 3 u 4.

Naħa sekondarja (sekondarja) rettifika sinkronika MOSFET

Karatteristiċi tar-rettifika tad-dijodu tan-naħa sekondarja (sekondarja):

①. Sempliċi, l-ebda kontrollur tas-sewqan addizzjonali mhu meħtieġ, u l-ispiża hija baxxa;

② Meta l-kurrent tal-ħruġ huwa kbir, l-effiċjenza hija baxxa;

③. Affidabbiltà għolja.

Karatteristiċi tar-rettifika sinkronika MOSFET sekondarji (sekondarja):

①. Kumpless, li jeħtieġu kontrollur tas-sewqan addizzjonali u spiża għolja;

②. Meta l-kurrent tal-ħruġ huwa kbir, l-effiċjenza hija għolja;

③. Meta mqabbel mad-dijodi, l-affidabbiltà tagħhom hija baxxa.

F'applikazzjonijiet prattiċi, il-MOSFET tar-rettifika sinkronika SSR huwa ġeneralment imċaqlaq mit-tarf għoli għal dak baxx biex jiffaċilita s-sewqan, kif muri fil-Figura 5.

Il-karatteristiċi tal-MOSFET high-end tar-rettifika sinkronika SSR:

①. Jeħtieġ drive bootstrap jew drive floating, li jiswa ħafna flus;

②. EMI tajba.

Il-karatteristiċi tar-rettifika sinkronika SSR MOSFET imqiegħda fit-tarf baxx:

① Drive dirett, drive sempliċi u prezz baxx;

②. Fqir EMI.

3. Kontroll (primarju) tan-naħa primarja u kontroll (sekondarju) tan-naħa sekondarja

Il-kontrollur prinċipali PWM jitqiegħed fuq in-naħa primarja (primarja). Din l-istruttura tissejjaħ kontroll tal-ġenb primarju (primarju). Sabiex tittejjeb l-eżattezza tal-vultaġġ tal-ħruġ, ir-rata ta 'regolazzjoni tat-tagħbija, u r-rata ta' regolazzjoni lineari, il-kontroll tal-ġenb primarju (primarju) jeħtieġ optocoupler estern u TL431 biex jiffurmaw rabta ta 'feedback. Il-bandwidth tas-sistema hija żgħira u l-veloċità tar-rispons hija bil-mod.

Jekk il-kontrollur prinċipali PWM jitqiegħed fuq in-naħa sekondarja (sekondarja), l-optocoupler u TL431 jistgħu jitneħħew, u l-vultaġġ tal-ħruġ jista 'jiġi kkontrollat u aġġustat direttament b'rispons mgħaġġel. Din l-istruttura tissejjaħ kontroll sekondarju (sekondarju).

Karatteristiċi tal-kontroll tan-naħa primarja (primarja):

①. Optocoupler u TL431 huma meħtieġa, u l-veloċità tar-rispons hija bil-mod;

②. Il-veloċità tal-protezzjoni tal-ħruġ hija bil-mod.

③. Fil-modalità kontinwa ta 'rettifika sinkronika CCM, in-naħa sekondarja (sekondarja) teħtieġ sinjal ta' sinkronizzazzjoni.

Karatteristiċi tal-kontroll sekondarju (sekondarju):

①. L-output huwa skopert direttament, l-ebda optocoupler u TL431 huma meħtieġa, il-veloċità tar-rispons hija mgħaġġla, u l-veloċità tal-protezzjoni tal-ħruġ hija mgħaġġla;

②. In-naħa sekondarja (sekondarja) rettifika sinkronika MOSFET hija direttament misjuqa mingħajr il-ħtieġa ta ' sinjali ta ' sinkronizzazzjoni; apparati addizzjonali bħal transformers tal-polz, couplings manjetiċi jew couplers abilità huma meħtieġa biex jittrasmettu s-sinjali tas-sewqan tal-MOSFET ta 'vultaġġ għoli tan-naħa primarja (primarja).

③. In-naħa primarja (primarja) teħtieġ ċirkwit tal-bidu, jew in-naħa sekondarja (sekondarja) għandha provvista ta 'enerġija awżiljarja għall-bidu.

4. Modalità CCM kontinwa jew modalità DCM mhux kontinwa

Il-konvertitur flyback jista 'jopera f'modalità CCM kontinwu jew mod DCM mhux kontinwu. Jekk il-kurrent fl-istralċ sekondarju (sekondarju) jilħaq 0 fl-aħħar ta 'ċiklu ta' swiċċjar, huwa msejjaħ mod DCM discontinu. Jekk il-kurrent ta 'l-istralċ sekondarju (sekondarju) mhuwiex 0 fl-aħħar ta' ċiklu ta 'swiċċjar, jissejjaħ mod CCM kontinwu, kif muri fil-Figuri 8 u 9.

Jista 'jidher mill-Figura 8 u l-Figura 9 li l-istati tax-xogħol tar-rettifika sinkronika SSR huma differenti f'modi operattivi differenti tal-konvertitur flyback, li jfisser ukoll li l-metodi ta' kontroll tar-rettifika sinkronika SSR se jkunu wkoll differenti.

Jekk il-ħin mejjet jiġi injorat, meta taħdem fil-modalità CCM kontinwa, ir-rettifika sinkronika SSR għandha żewġ stati:

①. In-naħa primarja (primarja) MOSFET ta 'vultaġġ għoli hija mixgħula, u n-naħa sekondarja (sekondarja) MOSFET ta' rettifika sinkronika hija mitfija;

②. In-naħa primarja (primarja) MOSFET ta 'vultaġġ għoli hija mitfija, u n-naħa sekondarja (sekondarja) MOSFET ta' rettifika sinkronika hija mixgħula.

Bl-istess mod, jekk il-ħin mejjet jiġi injorat, ir-rettifika sinkronika SSR għandha tliet stati meta topera f'mod DCM mhux kontinwu:

①. In-naħa primarja (primarja) MOSFET ta 'vultaġġ għoli hija mixgħula, u n-naħa sekondarja (sekondarja) MOSFET ta' rettifika sinkronika hija mitfija;

②. In-naħa primarja (primarja) MOSFET ta 'vultaġġ għoli hija mitfija, u n-naħa sekondarja (sekondarja) MOSFET ta' rettifika sinkronika hija mixgħula;

③. In-naħa primarja (primarja) MOSFET ta 'vultaġġ għoli tintefa, u n-naħa sekondarja (sekondarja) MOSFET ta' rettifika sinkronika tintefa.

5. In-naħa sekondarja (sekondarja) rettifika sinkronika SSR fil-modalità CCM kontinwa

Jekk il-konvertitur flyback fast-charge jopera fil-mod CCM kontinwu, il-metodu ta 'kontroll tan-naħa primarja (primarja), in-naħa sekondarja (sekondarja) rettifika sinkronika MOSFET teħtieġ sinjal ta' sinkronizzazzjoni min-naħa primarja (primarja) biex tikkontrolla l-għeluq.

Iż-żewġ metodi li ġejjin huma ġeneralment użati biex jiksbu s-sinjal tas-sewqan sinkroniku tan-naħa sekondarja (sekondarja):

(1) Uża direttament l-istralċ sekondarju (sekondarju), kif muri fil-Figura 10;

(2) Uża komponenti ta 'iżolament addizzjonali bħal transformers tal-polz biex tittrasmetti s-sinjal tas-sewqan sinkroniku min-naħa primarja (primarja) għan-naħa sekondarja (sekondarja), kif muri fil-Figura 12.

L-użu dirett tal-istralċ sekondarju (sekondarju) biex jikseb is-sinjal tas-sewqan sinkroniku, l-eżattezza tas-sinjal tas-sewqan sinkroniku hija diffiċli ħafna biex tikkontrolla, u huwa diffiċli li tinkiseb effiċjenza u affidabilità ottimizzati. Xi kumpaniji saħansitra jużaw kontrolluri diġitali biex itejbu l-eżattezza tal-kontroll, kif muri fil-Figura 11 Uri.

L-użu ta 'transformer tal-polz biex jikseb sinjali tas-sewqan sinkroniku għandu preċiżjoni għolja, iżda l-ispiża hija relattivament għolja.

Il-metodu ta 'kontroll tal-ġenb sekondarju (sekondarju) normalment juża transformer tal-polz jew metodu ta' akkoppjar manjetiku biex jittrasmetti s-sinjal tas-sewqan sinkroniku min-naħa sekondarja (sekondarja) għan-naħa primarja (primarja), kif muri fil-Figura 7.v

Uża direttament l-istralċ sekondarju (sekondarju) biex tikseb is-sinjal tas-sewqan sinkroniku

Uża direttament l-istralċ sekondarju (sekondarju) biex tikseb is-sinjal tas-sewqan sinkroniku + kontroll diġitali

6. SSR ta' rettifika sinkronika tan-naħa sekondarja (sekondarja) fil-modalità DCM mhux kontinwa

Jekk il-konvertitur flyback tal-iċċarġjar veloċi jopera fil-mod DCM mhux kontinwu. Irrispettivament mill-metodu ta 'kontroll tan-naħa primarja (primarja) jew il-metodu ta' kontroll tan-naħa sekondarja (sekondarja), il-waqgħat tal-vultaġġ D u S tal-MOSFET ta 'rettifika sinkronika jistgħu jiġu skoperti u kkontrollati direttament.

(1) Tixgħel ir-rettifika sinkronika MOSFET

Meta l-vultaġġ tal-VDS tal-MOSFET ta 'rettifika sinkroniku jinbidel minn pożittiv għal negattiv, id-dijodu parassitiku intern jixgħel, u wara ċertu dewmien, il-MOSFET ta' rettifika sinkroniku jixgħel, kif muri fil-Figura 13.

(2) Itfi r-rettifika sinkronika MOSFET

Wara li l-MOSFET ta 'rettifika sinkroniku jinxtegħel, VDS=-Io*Rdson. Meta l-kurrent tal-istralċ sekondarju (sekondarju) jonqos għal 0, jiġifieri, meta l-vultaġġ tas-sinjal tal-kxif tal-kurrent VDS jinbidel minn negattiv għal 0, ir-rettifika sinkronika MOSFET tintefa, kif muri fil-Figura 13.

Tixgħel u titfi MOSFET ta 'rettifika sinkronika f'modalità DCM discontinua

F'applikazzjonijiet prattiċi, ir-rettifika sinkronika MOSFET jintefa qabel il-kurrent tal-istralċ sekondarju (sekondarju) jilħaq 0 (VDS=0). Il-valuri tal-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti stabbiliti minn ċipep differenti huma differenti, bħal -20mV, -50mV, -100mV, -200mV, eċċ.

Il-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti tas-sistema huwa ffissat. Iktar ma jkun kbir il-valur assolut tal-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti, iżgħar ikun l-iżball ta 'interferenza u aħjar tkun l-eżattezza. Madankollu, meta l-kurrent tat-tagħbija tal-ħruġ Io jonqos, ir-rettifika sinkronika MOSFET se jintefa b'kurrent ta 'ħruġ akbar, u d-dijodu parassitiku intern tiegħu se jwettaq għal żmien itwal, sabiex l-effiċjenza titnaqqas, kif muri fil-Figura 14.

Vultaġġ ta 'referenza tas-sensing tal-kurrent u ħin tat-tifi MOSFET ta' rettifika sinkronika

Barra minn hekk, jekk il-valur assolut tal-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti huwa żgħir wisq. L-iżbalji tas-sistema u l-interferenza jistgħu jikkawżaw li l-MOSFET tar-rettifika sinkroniku jintefa wara li l-kurrent tal-istralċ sekondarju (sekondarju) jaqbeż iż-0, li jirriżulta f'kurrent ta 'influss invers, li jaffettwa l-effiċjenza u l-affidabilità tas-sistema.

Sinjali ta 'skoperta kurrenti ta' preċiżjoni għolja jistgħu jtejbu l-effiċjenza u l-affidabbiltà tas-sistema, iżda l-ispiża tal-apparat se tiżdied. L-eżattezza tas-sinjal tal-kxif kurrenti hija relatata mal-fatturi li ġejjin:
①. Eżattezza u drift tat-temperatura tal-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti;
②. Il-vultaġġ bias u l-vultaġġ offset, il-kurrent bias u l-kurrent offset, u d-drift tat-temperatura tal-amplifikatur tal-kurrent;
③. L-eżattezza u t-temperatura drift tal-Rdson fuq il-vultaġġ tal-MOSFET ta 'rettifika sinkronika.

Barra minn hekk, minn perspettiva tas-sistema, tista 'titjieb permezz ta' kontroll diġitali, tibdil tal-vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta kurrenti, u tibdil tal-vultaġġ tas-sewqan MOSFET ta 'rettifika sinkronika.

Meta l-kurrent tat-tagħbija tal-output Io jonqos, jekk il-vultaġġ tas-sewqan tal-MOSFET tal-qawwa jonqos, il-vultaġġ Rdson li jixgħel il-MOSFET korrispondenti jiżdied. Kif muri fil-Figura 15, huwa possibbli li jiġi evitat għeluq bikri tal-MOSFET ta 'rettifika sinkronika, jitnaqqas il-ħin tal-konduzzjoni tad-dijodu parassitiku, u tittejjeb l-effiċjenza tas-sistema.

It-tnaqqis tal-vultaġġ tas-sewqan VGS u t-tifi tar-rettifika sinkronika MOSFET

Jista 'jidher mill-Figura 14 li meta l-kurrent tat-tagħbija tal-ħruġ Io jonqos, il-vultaġġ ta' referenza tal-kxif tal-kurrent jonqos ukoll. B'dan il-mod, meta l-kurrent tal-ħruġ Io huwa kbir, jintuża vultaġġ ta 'referenza ta' sejbien ta 'kurrent ogħla biex itejjeb l-eżattezza tal-kontroll; meta l-kurrent tal-ħruġ Io huwa baxx, jintuża vultaġġ ta 'referenza ta' skoperta ta 'kurrent aktar baxx. Jista 'wkoll itejjeb il-ħin tal-konduzzjoni tar-rettifika sinkronika MOSFET u jtejjeb l-effiċjenza tas-sistema.

Meta l-metodu ta 'hawn fuq ma jistax jintuża għat-titjib, id-dijodi Schottky jistgħu wkoll jiġu konnessi b'mod parallel fiż-żewġt itruf tar-rettifika sinkronika MOSFET. Wara li r-rettifika sinkronika MOSFET tintefa bil-quddiem, diode Schottky estern jista 'jiġi konness għal freewheeling.

7. Sekondarja (sekondarja) kontroll CCM + DCM mod ibridu

Bħalissa, bażikament hemm żewġ soluzzjonijiet użati b'mod komuni għall-iċċarġjar mgħaġġel tat-telefon ċellulari:

(1) Kontroll primarju tan-naħa (primarja) u mod ta 'ħidma DCM. Ir-rettifika sinkronika tal-ġenb sekondarju (sekondarja) MOSFET ma teħtieġx sinjal ta 'sinkronizzazzjoni.

(2) Kontroll sekondarju (sekondarju), mod operattiv imħallat CCM + DCM (meta l-kurrent tat-tagħbija tal-ħruġ jonqos, minn CCM għal DCM). Il-MOSFET tar-rettifika sinkroniku tan-naħa sekondarja (sekondarja) huwa mmexxi direttament, u l-prinċipji loġiċi ta 'tixgħil u mitfi tiegħu huma murija fil-Figura 16:

Tixgħel tar-rettifika sinkronika MOSFET: Meta l-vultaġġ tal-VDS tar-rettifika sinkronika MOSFET jinbidel minn pożittiv għal negattiv, id-dijodu parassitiku intern tiegħu jinxtegħel. Wara ċertu dewmien, ir-rettifika sinkronika MOSFET jixgħel.

Itfi r-rettifika sinkronika MOSFET:

① Meta l-vultaġġ tal-ħruġ huwa inqas mill-valur stabbilit, is-sinjal tal-arloġġ sinkroniku jintuża biex jikkontrolla t-tidwir tal-MOSFET u jaħdem fil-modalità CCM.

② Meta l-vultaġġ tal-ħruġ ikun akbar mill-valur stabbilit, is-sinjal tal-arloġġ sinkroniku huwa protett u l-metodu tax-xogħol huwa l-istess bħall-mod DCM. Is-sinjal VDS=-Io*Rdson jikkontrolla l-għeluq tal-MOSFET ta 'rettifika sinkronika.

Naħa sekondarja (sekondarja) tikkontrolla rettifika sinkronika MOSFET itfi

Issa, kulħadd jaf x'rwol għandu MOSFET fil-QC kollu tal-iċċarġjar veloċi!

Dwar Olukey

It-tim ewlieni ta 'Olukey iffoka fuq komponenti għal 20 sena u għandu l-kwartieri ġenerali f'Shenzhen. Negozju ewlieni: MOSFET, MCU, IGBT u apparat ieħor. Il-prodotti ewlenin tal-aġent huma WINSOK u Cmsemicon. Il-prodotti huma użati ħafna fl-industrija militari, kontroll industrijali, enerġija ġdida, prodotti mediċi, 5G, Internet tal-Oġġetti, djar intelliġenti, u diversi prodotti elettroniċi għall-konsumatur. Filwaqt li bbażat ruħha fuq il-vantaġġi tal-aġent ġenerali globali oriġinali, aħna bbażati fuq is-suq Ċiniż. Aħna nużaw is-servizzi vantaġġużi komprensivi tagħna biex nintroduċu diversi komponenti elettroniċi avvanzati ta 'teknoloġija avvanzata lill-klijenti tagħna, ngħinu lill-manifatturi biex jipproduċu prodotti ta' kwalità għolja u nipprovdu servizzi komprensivi.