Az alapvető tápegység szerkezetegyors töltésA QC flyback + másodlagos oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító SSR-t használ. A flyback konvertereknél a visszacsatolásos mintavételezési módszer szerint felosztható: elsődleges oldali (elsődleges) szabályozásra és másodlagos oldali (szekunder) szabályozásra; a PWM vezérlő helye szerint. Felosztható: elsődleges oldali (elsődleges) vezérlésre és másodlagos oldali (másodlagos) vezérlésre. Úgy tűnik, ennek semmi köze a MOSFET-hez. Így,Olukeymeg kell kérdeznie: Hol van elrejtve a MOSFET? Milyen szerepet játszott?
1. Elsődleges oldali (elsődleges) és másodlagos oldali (másodlagos) beállítás
A kimeneti feszültség stabilitása érdekében egy visszacsatoló kapcsolatra van szükség, amely elküldi a változó információit a PWM fővezérlőnek, hogy beállítsa a bemeneti feszültség és a kimeneti terhelés változásait. A különböző visszacsatolásos mintavételi módszerek szerint elsődleges oldali (elsődleges) és másodlagos (másodlagos) beállításra osztható, amint az 1. és 2. ábrán látható.
A primer oldali (primer) szabályozás visszacsatoló jelét nem közvetlenül a kimeneti feszültségről veszik, hanem a segédtekercsről vagy a primer primer tekercsről, amely bizonyos arányos kapcsolatot tart fenn a kimeneti feszültséggel. Jellemzői a következők:
① Közvetett visszacsatolási módszer, rossz terhelésszabályozási sebesség és gyenge pontosság;
②. Egyszerű és alacsony költség;
③. Nincs szükség szigetelő optocsatolóra.
A szekunder oldali (másodlagos) szabályozás visszacsatoló jelét közvetlenül a kimeneti feszültségről veszi egy optocsatoló és a TL431 segítségével. Jellemzői a következők:
① Közvetlen visszacsatolási módszer, jó terhelésszabályozási sebesség, lineáris szabályozási sebesség és nagy pontosság;
②. A beállító áramkör bonyolult és költséges;
③. El kell szigetelni az optocsatolót, amelynek idővel öregedési problémái vannak.
2. Másodlagos oldali (szekunder) dióda egyenirányító ésMOSFETszinkron egyenirányító SSR
A flyback konverter szekunder oldala (szekunder) általában dióda egyenirányítást használ a gyorstöltés nagy kimeneti árama miatt. Különösen közvetlen töltés vagy vaku töltés esetén a kimeneti áram eléri az 5 A-t. A hatékonyság javítása érdekében a dióda helyett MOSFET-et használnak egyenirányítóként, amelyet másodlagos (szekunder) szinkron egyenirányító SSR-nek neveznek, a 3. és 4. ábrán látható módon.
A szekunder oldali (másodlagos) dióda egyenirányítás jellemzői:
①. Egyszerű, nincs szükség további meghajtóvezérlőre, és a költségek alacsonyak;
② Ha a kimeneti áram nagy, a hatékonyság alacsony;
③. Magas megbízhatóság.
A másodlagos oldali (másodlagos) MOSFET szinkron egyenirányítás jellemzői:
①. Összetett, további hajtásvezérlőt és magas költségeket igényel;
②. Ha a kimeneti áram nagy, a hatásfok magas;
③. A diódákkal összehasonlítva megbízhatóságuk alacsony.
A gyakorlati alkalmazásokban a szinkron egyenirányító SSR MOSFET-jét általában a csúcsról az alsó végpontra mozgatják a vezetés megkönnyítése érdekében, amint az 5. ábrán látható.
A szinkron egyenirányító SSR csúcskategóriás MOSFET jellemzői:
①. Bootstrap meghajtót vagy lebegő meghajtót igényel, ami költséges;
②. Jó EMI.
Az alsó végen elhelyezett szinkron egyenirányító SSR MOSFET jellemzői:
① Közvetlen hajtás, egyszerű meghajtás és alacsony költség;
②. Szegény EMI.
3. Elsődleges oldali (elsődleges) és másodlagos oldali (másodlagos) vezérlés
A PWM fővezérlő az elsődleges oldalon (elsődleges) található. Ezt a struktúrát elsődleges oldali (elsődleges) vezérlésnek nevezzük. A kimeneti feszültség, a terhelésszabályozási sebesség és a lineáris szabályozási sebesség pontosságának javítása érdekében az elsődleges oldali (elsődleges) vezérléshez külső optocsatolóra és TL431-re van szükség, hogy visszacsatoló kapcsolatot hozzon létre. A rendszer sávszélessége kicsi, a válaszsebesség pedig lassú.
Ha a PWM fővezérlőt a szekunder oldalra (másodlagos) helyezzük, az optocsatoló és a TL431 eltávolítható, és a kimeneti feszültség közvetlenül vezérelhető és gyors reagálással állítható. Ezt a struktúrát másodlagos (másodlagos) vezérlésnek nevezzük.
Az elsődleges oldali (elsődleges) vezérlés jellemzői:
①. Optocsatoló és TL431 szükséges, és a válaszsebesség lassú;
②. A kimeneti védelem sebessége lassú.
③. Szinkron egyenirányító folyamatos üzemmódban a szekunder oldal (másodlagos) szinkronizáló jelet igényel.
A másodlagos (másodlagos) vezérlés jellemzői:
①. A kimenet közvetlenül észlelhető, nincs szükség optocsatolóra és TL431-re, a válaszsebesség gyors, a kimeneti védelmi sebesség pedig gyors;
②. A másodlagos oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET közvetlenül meghajtású, szinkronizáló jelek nélkül; a primer oldali (primer) nagyfeszültségű MOSFET meghajtó jeleinek továbbításához további eszközökre van szükség, mint például impulzustranszformátorok, mágneses csatolók vagy kapacitív csatolók.
③. Az elsődleges oldalon (elsődleges) indítóáramkörre van szükség, vagy a szekunder oldalon (szekunder) van egy segédtáp az indításhoz.
4. Folyamatos CCM mód vagy nem folyamatos DCM mód
A flyback konverter működhet folyamatos CCM módban vagy nem folyamatos DCM módban. Ha a szekunder (másodlagos) tekercs árama egy kapcsolási ciklus végén eléri a 0 értéket, akkor ezt nem folytonos DCM üzemmódnak nevezzük. Ha a szekunder (másodlagos) tekercs árama egy kapcsolási ciklus végén nem 0, azt folyamatos CCM üzemmódnak nevezzük, ahogy az a 8. és 9. ábrán látható.
A 8. és 9. ábrán látható, hogy a szinkron egyenirányító SSR üzemállapotai a flyback konverter különböző üzemmódjaiban eltérőek, ami egyben azt is jelenti, hogy a szinkron egyenirányító SSR vezérlési módjai is eltérőek lesznek.
Ha a holtidőt figyelmen kívül hagyjuk, folyamatos CCM üzemmódban a szinkron egyenirányító SSR-nek két állapota van:
①. Az elsődleges oldali (elsődleges) nagyfeszültségű MOSFET be van kapcsolva, és a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET ki van kapcsolva;
②. Az elsődleges oldali (elsődleges) nagyfeszültségű MOSFET ki van kapcsolva, és a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET be van kapcsolva.
Hasonlóképpen, ha a holtidőt figyelmen kívül hagyjuk, a szinkron egyenirányító SSR-nek három állapota van, amikor nem folytonos DCM módban működik:
①. Az elsődleges oldali (elsődleges) nagyfeszültségű MOSFET be van kapcsolva, és a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET ki van kapcsolva;
②. Az elsődleges oldali (elsődleges) nagyfeszültségű MOSFET ki van kapcsolva, és a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET be van kapcsolva;
③. Az elsődleges oldali (elsődleges) nagyfeszültségű MOSFET ki van kapcsolva, és a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET ki van kapcsolva.
5. Másodlagos (másodlagos) szinkron egyenirányító SSR folyamatos CCM üzemmódban
Ha a gyorstöltésű flyback konverter folyamatos CCM üzemmódban működik, az elsődleges oldali (elsődleges) vezérlési mód, a szekunder oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET szinkronizációs jelet igényel az elsődleges oldalról (elsődleges) a leállás vezérléséhez.
A szekunder oldal (másodlagos) szinkron meghajtó jelének beszerzésére általában a következő két módszert alkalmazzák:
(1) Közvetlenül használja a szekunder (másodlagos) tekercset, a 10. ábrán látható módon;
(2) Használjon további leválasztó alkatrészeket, például impulzustranszformátorokat a szinkron meghajtó jelének az elsődleges (elsődleges) oldalról a szekunder oldalra (másodlagos) továbbítására, a 12. ábrán látható módon.
Közvetlenül a másodlagos (másodlagos) tekercs segítségével a szinkron hajtójel beszerzésére a szinkron meghajtó jel pontossága nagyon nehezen szabályozható, és nehéz elérni az optimalizált hatékonyságot és megbízhatóságot. Egyes vállalatok még digitális vezérlőket is használnak a vezérlés pontosságának javítására, amint azt a 11. ábra mutatja.
Az impulzustranszformátor használata a szinkron meghajtó jelek előállítására nagy pontosságú, de a költségek viszonylag magasak.
A szekunder oldali (másodlagos) vezérlési módszer általában impulzustranszformátort vagy mágneses csatolási módszert használ a szinkron meghajtó jel szekunder oldalról (másodlagos) az elsődleges oldalra (elsődleges) történő továbbítására, amint az a 7.v ábrán látható.
6. Másodlagos (másodlagos) szinkron egyenirányító SSR nem folytonos DCM módban
Ha a gyorstöltésű flyback konverter nem folyamatos DCM módban működik. Függetlenül a primer oldali (elsődleges) vagy a szekunder oldali (szekunder) vezérlési módtól, a szinkron egyenirányító MOSFET D és S feszültségesése közvetlenül érzékelhető és szabályozható.
(1) A szinkron egyenirányító MOSFET bekapcsolása
Amikor a szinkron egyenirányító MOSFET VDS feszültsége pozitívról negatívra változik, a belső parazita dióda bekapcsol, majd bizonyos késleltetés után bekapcsol a szinkron egyenirányító MOSFET, amint az a 13. ábrán látható.
(2) A szinkron egyenirányító MOSFET kikapcsolása
A szinkron egyenirányító MOSFET bekapcsolása után VDS=-Io*Rdson. Amikor a szekunder (szekunder) tekercs árama 0-ra csökken, vagyis amikor a VDS áramérzékelő jel feszültsége negatívról 0-ra változik, a szinkron egyenirányító MOSFET kikapcsol, ahogy az a 13. ábrán látható.
A gyakorlati alkalmazásokban a szinkron egyenirányító MOSFET kikapcsol, mielőtt a szekunder (szekunder) tekercs áram eléri a 0-t (VDS=0). A különböző chipek által beállított áramérzékelési referenciafeszültség értékek eltérőek, például -20mV, -50mV, -100mV, -200mV stb.
A rendszer áramérzékelési referenciafeszültsége rögzített. Minél nagyobb az áramérzékelési referenciafeszültség abszolút értéke, annál kisebb az interferencia hiba és annál jobb a pontosság. Ha azonban az Io kimeneti terhelési áram csökken, a szinkron egyenirányító MOSFET nagyobb kimeneti áram mellett kikapcsol, és a belső parazita diódája hosszabb ideig vezet, így a hatásfok csökken, ahogy az a 14. ábrán látható.
Ezenkívül, ha az áramérzékelési referenciafeszültség abszolút értéke túl kicsi. A rendszerhibák és interferencia a szinkron egyenirányító MOSFET kikapcsolását okozhatja, miután a szekunder (szekunder) tekercs árama meghaladja a 0 értéket, ami fordított bemeneti áramot eredményez, ami befolyásolja a hatékonyságot és a rendszer megbízhatóságát.
A nagy pontosságú áramérzékelő jelek javíthatják a rendszer hatékonyságát és megbízhatóságát, de az eszköz költsége növekedni fog. Az aktuális érzékelési jel pontossága a következő tényezőktől függ:
①. Az áramérzékelés referenciafeszültségének pontossága és hőmérséklet-eltolódása;
②. Az áramerősítő előfeszítő feszültsége és eltolási feszültsége, előfeszítő árama és eltolási árama, valamint hőmérséklet-drift;
③. A szinkron egyenirányító MOSFET feszültség alatti Rdson pontossága és hőmérséklet-driftje.
Ezenkívül a rendszer szempontjából digitális vezérléssel, az áramérzékelési referenciafeszültség változtatásával és a szinkron egyenirányító MOSFET hajtási feszültségének változtatásával javítható.
Amikor az Io kimeneti terhelési áram csökken, ha a teljesítmény MOSFET hajtófeszültsége csökken, a megfelelő MOSFET Rdson bekapcsolási feszültség nő. A 15. ábrán látható módon elkerülhető a szinkron egyenirányító MOSFET korai leállítása, csökkenthető a parazita dióda vezetési ideje, és javítható a rendszer hatékonysága.
A 14. ábrán látható, hogy amikor az Io kimeneti terhelési áram csökken, az áramérzékelés referenciafeszültsége is csökken. Ily módon, ha az Io kimeneti áram nagy, nagyobb áramérzékelési referenciafeszültséget használnak a vezérlés pontosságának javítására; Ha az Io kimeneti áram alacsony, alacsonyabb áramérzékelési referenciafeszültséget használnak. Ezenkívül javíthatja a szinkron egyenirányító MOSFET vezetési idejét és javíthatja a rendszer hatékonyságát.
Ha a fenti módszer nem használható javításra, a Schottky-diódák párhuzamosan is csatlakoztathatók a szinkron egyenirányító MOSFET mindkét végén. A szinkron egyenirányító MOSFET előzetes kikapcsolása után egy külső Schottky-dióda csatlakoztatható a szabadonfutáshoz.
7. Másodlagos (másodlagos) vezérlés CCM+DCM hibrid üzemmód
Jelenleg alapvetően két általánosan használt megoldás létezik a mobiltelefonok gyorstöltésére:
(1) Elsődleges oldali (elsődleges) vezérlés és DCM üzemmód. Másodlagos oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET nem igényel szinkronjelet.
(2) Másodlagos (másodlagos) vezérlés, CCM+DCM vegyes üzemmód (ha a kimeneti terhelési áram csökken, CCM-ről DCM-re). A másodlagos oldali (másodlagos) szinkron egyenirányító MOSFET közvetlenül vezérelt, be- és kikapcsolási logikai elvei a 16. ábrán láthatók:
A szinkron egyenirányító MOSFET bekapcsolása: Amikor a szinkron egyenirányító MOSFET VDS feszültsége pozitívról negatívra változik, a belső parazita diódája bekapcsol. Bizonyos késleltetés után a szinkron egyenirányító MOSFET bekapcsol.
A szinkron egyenirányító MOSFET kikapcsolása:
① Ha a kimeneti feszültség kisebb, mint a beállított érték, a szinkron órajel a MOSFET kikapcsolásának vezérlésére és CCM módban történő működésre szolgál.
② Ha a kimeneti feszültség nagyobb, mint a beállított érték, a szinkron órajel le van árnyékolva, és a munkamódszer megegyezik a DCM móddal. A VDS=-Io*Rdson jel vezérli a szinkron egyenirányító MOSFET leállítását.
Most már mindenki tudja, milyen szerepet játszik a MOSFET a teljes gyorstöltési minőségellenőrzésben!
Olukey-ról
Az Olukey törzscsapata 20 éve az alkatrészekre összpontosít, és Sencsenben van a központja. Fő tevékenység: MOSFET, MCU, IGBT és egyéb eszközök. A fő ügynöki termékek a WINSOK és a Cmsemicon. A termékeket széles körben használják a hadiiparban, az ipari vezérlésben, az új energiákban, az orvosi termékekben, az 5G-ben, a tárgyak internetes hálózatában, az intelligens otthonokban és különféle fogyasztói elektronikai termékekben. Az eredeti globális általános ügynök előnyeire támaszkodva a kínai piacra támaszkodunk. Átfogó előnyös szolgáltatásainkat arra használjuk, hogy ügyfeleink számára megismertessük a különböző fejlett high-tech elektronikai alkatrészeket, segítsük a gyártókat a kiváló minőségű termékek előállításában, és átfogó szolgáltatásokat nyújtsunk.
Feladás időpontja: 2023. december 14
