Olukey: Bari mu yi magana game da rawar MOSFET a cikin ainihin gine-gine na caji mai sauri

Ainihin tsarin samar da wutar lantarki nasauri cajiQC yana amfani da tashiwar baya + gefen sakandare (na biyu) daidaitawa SSR. Don masu jujjuyawar tashiwa, bisa ga hanyar samar da martani, ana iya raba shi zuwa: ƙa'ida ta ɓangaren farko (na farko) da ƙa'ida ta gefe (na biyu); bisa ga wurin mai kula da PWM. Ana iya raba shi zuwa: kulawa ta farko (primary) da kuma na biyu (na biyu). Da alama ba shi da alaƙa da MOSFET. Don haka,OlukeyDole ne a yi tambaya: Ina MOSFET ke ɓoye? Wace rawa ta taka?

1. Daidaitawar gefe na farko (na farko) da daidaitawa na biyu (na biyu).

Ƙarfafa ƙarfin wutar lantarki yana buƙatar hanyar haɗin kai don aika bayanan da ke canzawa zuwa babban mai kula da PWM don daidaita canje-canje a cikin ƙarfin shigarwa da nauyin fitarwa. Dangane da hanyoyin samar da amsa daban-daban, ana iya raba shi zuwa daidaitawar gefe na farko (na farko) da daidaitawa na biyu (na biyu), kamar yadda aka nuna a Figures 1 da 2.

SSR daidaitawa MOSFET an sanya shi a ƙasa

Ba a ɗaukar siginar martani na ƙa'idar gefen farko (na farko) kai tsaye daga ƙarfin fitarwa, amma daga iskar ƙarin iska ko iskar farko ta farko wacce ke kiyaye ƙayyadaddun alaƙa tare da ƙarfin fitarwa. Sifofinsa sune:

① Hanyar ba da amsa kai tsaye, ƙimar ƙayyadaddun ƙayyadaddun kaya da ƙarancin daidaito;

②. Mai sauƙi da ƙananan farashi;

③. Babu buƙatar keɓewar optocoupler.

Ana ɗaukar siginar martani don ƙa'idar gefen sakandare (na biyu) kai tsaye daga ƙarfin fitarwa ta amfani da optocoupler da TL431. Sifofinsa sune:

① Hanyar mayar da martani kai tsaye, ƙimar ƙayyadaddun ƙayyadaddun kaya mai kyau, ƙimar ƙa'ida ta layi, da babban madaidaici;

②. Tsarin daidaitawa yana da rikitarwa kuma yana da tsada;

③. Wajibi ne a ware na'urar daukar hoto, wanda ke da matsalolin tsufa a tsawon lokaci.

2. Gefen sakandare (secondary) gyara diode daMOSFETDaidaitawar aiki tare SSR

Gefen na biyu (na biyu) na mai jujjuyawar tashi yakan yi amfani da gyaran diode saboda babban fitarwa na halin yanzu na caji mai sauri. Musamman don caji kai tsaye ko cajin walƙiya, abin da ake fitarwa a halin yanzu ya kai 5A. Domin inganta inganci, MOSFET ana amfani da shi maimakon diode a matsayin mai gyara, wanda ake kira na biyu (na biyu) gyarawa SSR, kamar yadda aka nuna a Figures 3 da 4.

Gefen na biyu (na biyu) MOSFET gyara aiki tare

Halayen gyaran gefe na biyu (na biyu) diode:

①. Mai sauƙi, ba a buƙatar ƙarin mai sarrafa tuƙi, kuma farashin yana da ƙasa;

② Lokacin da fitarwa na halin yanzu yana da girma, ingancin ya yi ƙasa;

③. Babban abin dogaro.

Siffofin gefen sakandare (na biyu) MOSFET gyara aiki tare:

①. Complex, yana buƙatar ƙarin mai sarrafa tuƙi da tsada mai tsada;

②. Lokacin da fitarwa na halin yanzu yana da girma, inganci yana da girma;

③. Idan aka kwatanta da diodes, amincin su yana da ƙasa.

A aikace-aikace masu amfani, MOSFET na daidaitawar SSR na daidaitawa yawanci ana motsa shi daga babban ƙarshen zuwa ƙananan ƙarshen don sauƙaƙe tuki, kamar yadda aka nuna a hoto na 5.

Halayen babban MOSFET na daidaitawar SSR na aiki tare:

①. Yana buƙatar bootstrap drive ko tuƙi mai iyo, wanda ke da tsada;

②. EMI mai kyau.

Halayen gyare-gyaren aiki tare SSR MOSFET da aka sanya a ƙaramin ƙarshen:

① Direct Drive, sauƙi mai sauƙi da ƙananan farashi;

②. Talauci EMI.

3. Ikon farko (primary) iko da na biyu (na biyu) iko

Ana sanya babban mai kula da PWM a gefen farko (na farko). Ana kiran wannan tsarin sarrafawa na farko (primary). Don haɓaka daidaiton ƙarfin fitarwa, ƙimar ƙayyadaddun kaya, da ƙimar ƙa'ida ta layi, kulawar gefen farko (na farko) yana buƙatar optocoupler na waje da TL431 don samar da hanyar haɗin kai. Tsarin bandwidth na tsarin yana ƙarami kuma saurin amsawa yana jinkirin.

Idan an sanya babban mai kula da PWM a gefe na biyu (na biyu), za a iya cire optocoupler da TL431, kuma ana iya sarrafa wutar lantarki kai tsaye da daidaitawa tare da amsa mai sauri. Ana kiran wannan tsarin sarrafawa na sakandare (na biyu).

Siffofin kulawar gefen farko (na farko):

①. Ana buƙatar Optocoupler da TL431, kuma saurin amsawa yana jinkirin;

②. Gudun kariyar fitarwa yana jinkirin.

③. A cikin gyare-gyaren aiki tare ci gaba da yanayin CCM, gefen sakandare (na biyu) yana buƙatar siginar aiki tare.

Siffofin sarrafawa na sakandare (na biyu):

①. Ana gano fitarwa kai tsaye, ba a buƙatar optocoupler da TL431, saurin amsawa yana da sauri, kuma saurin kariya na fitarwa yana da sauri;

②. MOSFET gyare-gyaren aiki tare na gefe na biyu (na biyu) ana sarrafa shi kai tsaye ba tare da buƙatar siginar aiki tare ba; Ana buƙatar ƙarin na'urori irin su na'urorin wutar lantarki na bugun jini, na'urorin haɗi na maganadisu ko ma'aurata masu ƙarfi don watsa siginar tuki na MOSFET mai ƙarfi na farko (na farko).

③. Bangaren farko (na farko) yana buƙatar da'irar farawa, ko kuma na biyu (na biyu) yana da wutar lantarki mai taimako don farawa.

4. Yanayin CCM mai ci gaba ko yanayin DCM mai ci gaba

Mai sauya juzu'i na iya aiki a cikin ci gaba da yanayin CCM ko yanayin DCM mai katsewa. Idan na yanzu a cikin na biyu (na biyu) iska ya kai 0 a ƙarshen zagayowar sauyawa, ana kiran yanayin DCM mai katsewa. Idan halin yanzu na iska na sakandare (na biyu) ba 0 ba ne a ƙarshen zagayowar sauyawa, ana kiran shi ci gaba da yanayin CCM, kamar yadda aka nuna a Figures 8 da 9.

Ana iya gani daga Hoto 8 da Hoto 9 cewa jihohin aiki na daidaitawar SSR na daidaitawa sun bambanta a cikin nau'ikan aiki daban-daban na mai jujjuyawar tashi, wanda kuma yana nufin cewa hanyoyin sarrafawa na daidaitawar SSR shima zai bambanta.

Idan an yi watsi da lokacin matattu, lokacin aiki a ci gaba da yanayin CCM, daidaitawar SSR tana da jihohi biyu:

①. MOSFET na farko (na farko) babban ƙarfin lantarki yana kunna, kuma gefen sakandare (na biyu) gyara MOSFET na aiki tare yana kashe;

②. Babban bangaren (na farko) MOSFET mai ƙarfi yana kashe, kuma gefen sakandare (na biyu) gyara MOSFET yana kunna aiki tare.

Hakazalika, idan an yi watsi da lokacin matattu, SSR ɗin daidaitawa yana da jihohi uku lokacin aiki a cikin yanayin DCM mai katsewa:

①. MOSFET na farko (na farko) babban ƙarfin lantarki yana kunna, kuma gefen sakandare (na biyu) gyara MOSFET na aiki tare yana kashe;

②. MOSFET na farko (na farko) babban ƙarfin lantarki yana kashe, kuma gefen sakandare (na biyu) gyara MOSFET yana kunna;

③. Babban bangaren (na farko) MOSFET mai ƙarfi yana kashe, kuma gefen sakandare (na biyu) gyara aiki tare MOSFET yana kashe.

5. Gefen sakandare (na biyu) daidaitawa SSR a cikin ci gaba da yanayin CCM

Idan mai jujjuyawar juzu'i mai sauri yana aiki a cikin ci gaba da yanayin CCM, hanyar sarrafa gefen farko (na farko), gyaran gaba ɗaya (na biyu) MOSFET na aiki tare yana buƙatar siginar aiki tare daga ɓangaren farko (na farko) don sarrafa rufewar.

Ana amfani da waɗannan hanyoyi guda biyu masu zuwa don samun siginar tuƙi mai aiki tare na gefen sakandare (na biyu):

(1) Yi amfani da iska kai tsaye na sakandare (na biyu), kamar yadda aka nuna a hoto na 10;

(2) Yi amfani da ƙarin abubuwan keɓancewa kamar na'urar wutar lantarki don isar da siginar motsi na aiki tare daga ɓangaren farko (na farko) zuwa ɓangaren sakandare (na biyu), kamar yadda aka nuna a hoto na 12.

Kai tsaye ta yin amfani da juzu'i na biyu (na biyu) don samun siginar tuƙi na aiki tare, daidaiton siginar tuƙi na aiki tare yana da matukar wahala a sarrafa shi, kuma yana da wahala a cimma ingantaccen inganci da aminci. Wasu kamfanoni ma suna amfani da masu sarrafa dijital don inganta daidaiton sarrafawa, kamar yadda aka nuna a Hoto na 11.

Yin amfani da injin bugun bugun jini don samun siginonin tuƙi na aiki tare yana da daidaito sosai, amma farashin yana da girma.

Hanyar sarrafawa ta gefen sakandare (na biyu) yawanci tana amfani da injin bugun bugun jini ko hanyar haɗin haɗin gwiwa don watsa siginar motsi na aiki tare daga ɓangaren sakandare (na biyu) zuwa ɓangaren farko (na farko), kamar yadda aka nuna a hoto 7.v

Yi amfani da iska kai tsaye na sakandare (na biyu) don samun siginar tuƙi na aiki tare

Yi amfani da iska kai tsaye na sakandare (na biyu) don samun siginar tuƙi + sarrafa dijital

6. Gefen sakandare (na biyu) daidaitawa SSR a cikin katsewar yanayin DCM

Idan mai saurin caji mai jujjuya baya yana aiki a yanayin DCM mai katsewa. Ba tare da la'akari da hanyar sarrafawa ta farko (na farko) ko hanyar kulawa ta biyu (na biyu) ba, za'a iya ganowa da sarrafawa kai tsaye D da S ƙarfin lantarki na daidaitawa MOSFET.

(1) Kunna MOSFET gyare-gyaren aiki tare

Lokacin da ƙarfin lantarki na VDS na gyaran gyare-gyaren aiki tare MOSFET ya canza daga tabbatacce zuwa korau, diode na parasitic diode na ciki yana kunna, kuma bayan wani ɗan lokaci, gyaran gyare-gyaren MOSFET yana kunna, kamar yadda aka nuna a hoto 13.

(2) Kashe MOSFET gyare-gyaren aiki tare

Bayan an kunna gyaran aiki tare MOSFET, VDS=-Io*Rdson. Lokacin da na biyu (na biyu) iska na yanzu ya ragu zuwa 0, wato, lokacin da ƙarfin lantarki na siginar ganowa na yanzu VDS ya canza daga korau zuwa 0, MOSFET daidaitawa yana kashe, kamar yadda aka nuna a hoto 13.

Kunnawa da kashe MOSFET gyare-gyaren aiki tare a cikin yanayin DCM mai katsewa

A aikace-aikace masu amfani, MOSFET gyare-gyaren aiki tare yana kashewa kafin iskar halin yanzu na sakandare (na biyu) ya kai 0 (VDS=0). Ƙimar ƙarfin ganowa na yanzu da aka saita ta kwakwalwan kwamfuta daban-daban sun bambanta, kamar -20mV, -50mV, -100mV, -200mV, da dai sauransu.

Ƙarfin ma'anar ganowa na yanzu yana gyarawa. Mafi girman cikakkiyar ƙimar ƙarfin ƙarfin ganowa na yanzu, ƙarami kuskuren kutse kuma mafi kyawun daidaito. Koyaya, lokacin da kayan fitarwa na yanzu Io ya ragu, MOSFET ɗin daidaitawa zai kashe a mafi girman fitarwa na halin yanzu, kuma diode ɗinsa na parasitic na ciki zai yi aiki na dogon lokaci, don haka aikin yana raguwa, kamar yadda aka nuna a hoto 14.

Wutar lantarki na ji na yanzu da daidaitawa MOSFET lokacin kashewa

Bugu da kari, idan madaidaicin ƙimar ƙarfin ganowa na yanzu ya yi ƙanƙanta. Kurakurai na tsarin da tsangwama na iya haifar da MOSFET gyare-gyaren aiki tare da kashe bayan na biyu (na biyu) na iska na yanzu ya wuce 0, yana haifar da juyewar shigowar halin yanzu, yana shafar inganci da amincin tsarin.

Madaidaicin siginar ganowa na yanzu na iya inganta inganci da amincin tsarin, amma farashin na'urar zai karu. Daidaiton siginar ganowa na yanzu yana da alaƙa da abubuwa masu zuwa:
①. Daidaitowa da zafin jiki na ƙarfin ganowa na yanzu;
②. Wutar lantarki na son zuciya da ƙarancin wutar lantarki, halin yanzu na son zuciya da na yau da kullun, da matsananciyar zafi na amplifier na yanzu;
③. Daidaito da zafin jiki na Rdson on-voltage na daidaitawa MOSFET.

Bugu da kari, ta fuskar tsarin, ana iya inganta shi ta hanyar sarrafa dijital, canza wutar lantarki ta gano halin yanzu, da canza canjin aiki tare MOSFET ƙarfin tuƙi.

Lokacin da kayan fitarwa na yanzu Io ya ragu, idan ƙarfin wutar lantarki na MOSFET ya ragu, madaidaicin MOSFET kunna wutar lantarki Rdson yana ƙaruwa. Kamar yadda aka nuna a cikin hoto na 15, yana yiwuwa a guje wa farkon rufewar MOSFET na daidaitawa, rage lokacin tafiyar da diode parasitic, da haɓaka ingantaccen tsarin.

Rage wutar lantarki VGS da kuma kashe MOSFET daidaitawa

Ana iya gani daga Hoto na 14 cewa lokacin da kayan fitarwa na yanzu Io ya ragu, ƙarfin ganowa na yanzu shima yana raguwa. Ta wannan hanyar, lokacin da fitarwa na yanzu Io yana da girma, ana amfani da wutar lantarki mafi girma na ganowa na yanzu don inganta daidaiton sarrafawa; lokacin da fitarwa na yanzu Io yayi ƙasa, ana amfani da ƙaramin ƙarfin ganowa na yanzu. Hakanan yana iya haɓaka lokacin gudanarwa na MOSFET daidaitawa tare da haɓaka ingantaccen tsarin.

Lokacin da ba za a iya amfani da hanyar da ke sama don ingantawa ba, Schottky diodes kuma ana iya haɗa su a layi daya a duka ƙarshen MOSFET na daidaitawa. Bayan an kashe MOSFET na aiki tare a gaba, ana iya haɗa diode na Schottky na waje don tuƙi.

7. Na biyu (na biyu) sarrafa CCM + DCM yanayin matasan

A halin yanzu, akwai ainihin mafita guda biyu da ake amfani da su don cajin wayar hannu da sauri:

(1) Babban gefen (na farko) sarrafawa da yanayin aiki na DCM. Gefen sakandare (na biyu) gyara aiki tare MOSFET baya buƙatar siginar aiki tare.

(2) Sarrafa na biyu (na biyu), CCM+ DCM gauraye yanayin aiki (lokacin da kayan fitarwa na yanzu ya ragu, daga CCM zuwa DCM). MOSFET gyare-gyaren aiki tare na gefe na biyu (na biyu) ana sarrafa shi kai tsaye, kuma ana nuna ka'idodin dabaru na kunnawa da kashewa a cikin Hoto 16:

Kunna MOSFET na aiki tare: Lokacin da ƙarfin lantarki na VDS na gyaran aiki tare MOSFET ya canza daga tabbatacce zuwa korau, diode na parasitic na ciki yana kunna. Bayan ɗan jinkiri, gyaran aiki tare MOSFET yana kunna.

Kashe MOSFET gyare-gyaren aiki tare:

① Lokacin da ƙarfin fitarwa ya kasance ƙasa da ƙimar da aka saita, ana amfani da siginar agogon aiki tare don sarrafa kashe kashe MOSFET da aiki a yanayin CCM.

② Lokacin da ƙarfin fitarwa ya fi ƙimar da aka saita, ana kiyaye siginar agogon aiki tare kuma hanyar aiki iri ɗaya ce da yanayin DCM. Siginar VDS=-Io* Rdson tana sarrafa rufewar MOSFET na daidaitawa.

Gefen sakandare (na biyu) yana sarrafa daidaitawa MOSFET kashewa

Yanzu, kowa ya san irin rawar da MOSFET ke takawa a cikin cajin QC mai sauri!

Game da Olukey

Kungiyar Olukey ta mai da hankali kan abubuwan da aka gyara tsawon shekaru 20 kuma tana da hedikwata a Shenzhen. Babban kasuwancin: MOSFET, MCU, IGBT da sauran na'urori. Babban samfuran wakili sune WINSOK da Cmsemicon. Ana amfani da samfuran ko'ina a cikin masana'antar soji, sarrafa masana'antu, sabbin makamashi, samfuran likitanci, 5G, Intanet na Abubuwa, gidaje masu wayo, da samfuran kayan lantarki daban-daban. Dogaro da fa'idodin ainihin babban wakilin duniya, muna dogara ne akan kasuwar Sinawa. Muna amfani da ingantattun ayyuka masu fa'ida don gabatar da kayan aikin lantarki na zamani iri-iri ga abokan cinikinmu, taimaka wa masana'antun wajen samar da ingantattun kayayyaki da samar da cikakkun ayyuka.