الوصف
تطبيق MOSFET في تحويل التيار الكهربائي والمحول
حلبة قيادة موس
تستخدم MOSFET على نطاق واسع في تبديل مصدر الطاقة بسبب مقاومتها الداخلية المنخفضة وسرعة التحويل السريعة. غالبًا ما يختار محرك MOSFET الدائرة المناسبة وفقًا لمعايير الطاقة IC و MOSFET. تتم مناقشة دائرة القيادة في MOSFET لتبديل مصدر الطاقة أدناه.
عند استخدام MOSFET لتصميم تبديل مصدر الطاقة ، فإن معظم الناس سوف يفكرون في المقاومة ، والجهد الأقصى والتيار الأقصى لـ MOSFET. لكن في معظم الأحيان ، يتم أخذ هذه العوامل في الاعتبار فقط. قد تعمل هذه الدائرة بشكل طبيعي ، لكنها ليست تصميمًا جيدًا. وبشكل أكثر تحديدًا ، يجب أن تنظر MOSFET أيضًا في المعلمات الطفيلية الخاصة بها. بالنسبة إلى MOSFET معين ، فإن دائرة القيادة الخاصة بها ، والذروة الحالية لإخراج دبوس السائق ، وارتفاع المعدل وما إلى ذلك سوف تؤثر على أداء التحويل لـ MOSFET.
عند تحديد ترانزستور الطاقة IC و MOS ، من المهم جدًا اختيار دائرة التشغيل المناسبة لتوصيل ترانزستور الطاقة IC و MOS.
تحتوي دائرة MOSFET Driver الجيدة على المتطلبات التالية:
(1) عند فتح المفتاح على الفور ، يجب أن تكون دائرة السائق قادرة على توفير تيار شحن كافٍ لجعل الجهد بين المصدر وبوابة MOSFET يرتفع إلى القيمة المطلوبة بسرعة ، وذلك لضمان إمكانية فتح المفتاح بسرعة دون تذبذب عالي التردد لحافة الارتفاع.
(2) أثناء التشغيل ، يمكن لدائرة القيادة أن تضمن أن الجهد بين البوابة ومصدر MOSFET مستقر وموثوق.
(3) يمكن أن توفر دائرة القيادة اللحظية المغلق مسارًا بأدنى مقاومة قدر الإمكان من أجل التفريغ السريع لجهد المكثف بين بوابة ومصدر MOSFET ، وذلك لضمان إمكانية إيقاف تشغيل المفتاح بسرعة.
(4) هيكل دائرة القيادة بسيط وموثوق ، والخسارة صغيرة.
(5) تطبيق العزل حسب الاقتضاء.
فيما يلي وصف لدارات محرك MOSFET المستخدمة بشكل شائع في العديد من وحدات تزويد الطاقة.
1. يقود IC الطاقة MOSFET مباشرة
محرك Power IC المباشر هو وضع القيادة الأكثر استخدامًا وأبسط وضع للقيادة. عند استخدام وضع القيادة هذا ، يجب الانتباه إلى العديد من المعلمات وتأثير هذه المعلمات. أولاً ، تحقق من دليل الطاقة IC ، أقصى تيار للقيادة ، لأن الرقائق المختلفة لها قدرات قيادة مختلفة. ثانيًا ، فهم السعة الطفيلية للـ MOSFET. تؤثر قدرة القيادة IC ، والسعة الطفيلية MOS ، وسرعة تبديل MOS وعوامل أخرى على اختيار مقاومة القيادة ، لذلك لا يمكن تقليل RG بشكل لا نهائي.
2. عندما تكون قدرة القيادة IC للطاقة غير كافية
إذا كانت السعة الطفيلية لترانزستور MOS كبيرة نسبيًا وكانت القدرة على القيادة لقوة IC غير كافية ، فإن القدرة على قيادة الطاقة IC تحتاج إلى تعزيز في دائرة القيادة. غالبًا ما تستخدم دائرة قطب الطوطم لزيادة القدرة على القيادة لقوة IC. تُستخدم دائرة القيادة هذه لتحسين قدرة الإمداد الحالية وإكمال عملية الشحن بسرعة لشحنة سعة إدخال الشبكة. يزيد هذا الهيكل من الوقت اللازم للتشغيل ، ولكنه يقلل من وقت إيقاف التشغيل. يمكن تشغيل المفتاح بسرعة وتجنب التذبذب عالي التردد للحافة الصاعدة.
3. تسريع MOS إيقاف الوقت بواسطة دائرة السائق
يمكن أن توفر دائرة القيادة اللحظية مسارًا بأقل مقاومة قدر الإمكان من أجل التفريغ السريع لجهد المكثف بين البوابة ومصدر MOSFET ، وذلك لضمان إمكانية إيقاف تشغيل المفتاح بسرعة. من أجل التفريغ السريع لجهد السعة بين البوابة والمصدر ، عادةً ما يتم توصيل المقاوم والصمام الثنائي بالتوازي على المقاوم الدافع ، مما يقلل من وقت الإيقاف والخسارة في نفس الوقت. Rg2 هو منع التيار الزائد عند إيقاف التشغيل ، وحرق الطاقة IC.
4. تسريع MOS إيقاف الوقت بواسطة دائرة السائق
من أجل تلبية محرك ترانزستور MOS المتطور ، غالبًا ما يتم استخدام محرك المحولات ، وأحيانًا يتم استخدام محرك المحولات أيضًا لتلبية عزل الأمان. الغرض من R1 هو قمع تذبذب LC بين الحث الطفيلي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور و C1. الغرض من C1 هو فصل التيار المستمر ومنع التشبع الأساسي من خلال التيار المتردد.
التطبيق النموذجي للوسيط: تبديل مصدر الطاقة والمحول
رقم القطعة | الوصف | فئة الإشتراك |
ميكروفون FM13NG | قناة N / 500V / 13A / 480mΩ | TO-220F |
ميكروفون FM20NG | قناة N / 500 / 20A / 300mΩ | TO-220F |
ميكروفون- FN08NG | قناة N / 600V / 8A / 1200mΩ | TO-220F |
ميكروفون- FN10NG | قناة N / 600V / 10A / 720mΩ | TO-220F |
ميكروفون- FN12NG | قناة N / 600V / 12A / 600mΩ | TO-220F |
ميك-FO08NG | قناة N / 650V / 8A / 1300mΩ | TO-220F |
ميك-FO10NG | قناة N / 650V / 10A / 780mΩ | TO-220F |
ميك-FO12NG | قناة N / 650V / 12A / 650mΩ | TO-220F |
حلبة قيادة موس
تستخدم MOSFET على نطاق واسع في تبديل مصدر الطاقة بسبب مقاومتها الداخلية المنخفضة وسرعة التحويل السريعة. غالبًا ما يختار محرك MOSFET الدائرة المناسبة وفقًا لمعايير الطاقة IC و MOSFET. تتم مناقشة دائرة القيادة في MOSFET لتبديل مصدر الطاقة أدناه.
عند استخدام MOSFET لتصميم تبديل مصدر الطاقة ، فإن معظم الناس سوف يفكرون في المقاومة ، والجهد الأقصى والتيار الأقصى لـ MOSFET. لكن في معظم الأحيان ، يتم أخذ هذه العوامل في الاعتبار فقط. قد تعمل هذه الدائرة بشكل طبيعي ، لكنها ليست تصميمًا جيدًا. وبشكل أكثر تحديدًا ، يجب أن تنظر MOSFET أيضًا في المعلمات الطفيلية الخاصة بها. بالنسبة إلى MOSFET معين ، فإن دائرة القيادة الخاصة بها ، والذروة الحالية لإخراج دبوس السائق ، وارتفاع المعدل وما إلى ذلك سوف تؤثر على أداء التحويل لـ MOSFET.
عند تحديد ترانزستور الطاقة IC و MOS ، من المهم جدًا اختيار دائرة التشغيل المناسبة لتوصيل ترانزستور الطاقة IC و MOS.
تحتوي دائرة MOSFET Driver الجيدة على المتطلبات التالية:
(1) عند فتح المفتاح على الفور ، يجب أن تكون دائرة السائق قادرة على توفير تيار شحن كافٍ لجعل الجهد بين المصدر وبوابة MOSFET يرتفع إلى القيمة المطلوبة بسرعة ، وذلك لضمان إمكانية فتح المفتاح بسرعة دون تذبذب عالي التردد لحافة الارتفاع.
(2) أثناء التشغيل ، يمكن لدائرة القيادة أن تضمن أن الجهد بين البوابة ومصدر MOSFET مستقر وموثوق.
(3) يمكن أن توفر دائرة القيادة اللحظية المغلق مسارًا بأدنى مقاومة قدر الإمكان من أجل التفريغ السريع لجهد المكثف بين بوابة ومصدر MOSFET ، وذلك لضمان إمكانية إيقاف تشغيل المفتاح بسرعة.
(4) هيكل دائرة القيادة بسيط وموثوق ، والخسارة صغيرة.
(5) تطبيق العزل حسب الاقتضاء.
فيما يلي وصف لدارات محرك MOSFET المستخدمة بشكل شائع في العديد من وحدات تزويد الطاقة.
1. يقود IC الطاقة MOSFET مباشرة
محرك Power IC المباشر هو وضع القيادة الأكثر استخدامًا وأبسط وضع للقيادة. عند استخدام وضع القيادة هذا ، يجب الانتباه إلى العديد من المعلمات وتأثير هذه المعلمات. أولاً ، تحقق من دليل الطاقة IC ، أقصى تيار للقيادة ، لأن الرقائق المختلفة لها قدرات قيادة مختلفة. ثانيًا ، فهم السعة الطفيلية للـ MOSFET. تؤثر قدرة القيادة IC ، والسعة الطفيلية MOS ، وسرعة تبديل MOS وعوامل أخرى على اختيار مقاومة القيادة ، لذلك لا يمكن تقليل RG بشكل لا نهائي.
2. عندما تكون قدرة القيادة IC للطاقة غير كافية
إذا كانت السعة الطفيلية لترانزستور MOS كبيرة نسبيًا وكانت القدرة على القيادة لقوة IC غير كافية ، فإن القدرة على قيادة الطاقة IC تحتاج إلى تعزيز في دائرة القيادة. غالبًا ما تستخدم دائرة قطب الطوطم لزيادة القدرة على القيادة لقوة IC. تُستخدم دائرة القيادة هذه لتحسين قدرة الإمداد الحالية وإكمال عملية الشحن بسرعة لشحنة سعة إدخال الشبكة. يزيد هذا الهيكل من الوقت اللازم للتشغيل ، ولكنه يقلل من وقت إيقاف التشغيل. يمكن تشغيل المفتاح بسرعة وتجنب التذبذب عالي التردد للحافة الصاعدة.
3. تسريع MOS إيقاف الوقت بواسطة دائرة السائق
يمكن أن توفر دائرة القيادة اللحظية مسارًا بأقل مقاومة قدر الإمكان من أجل التفريغ السريع لجهد المكثف بين البوابة ومصدر MOSFET ، وذلك لضمان إمكانية إيقاف تشغيل المفتاح بسرعة. من أجل التفريغ السريع لجهد السعة بين البوابة والمصدر ، عادةً ما يتم توصيل المقاوم والصمام الثنائي بالتوازي على المقاوم الدافع ، مما يقلل من وقت الإيقاف والخسارة في نفس الوقت. Rg2 هو منع التيار الزائد عند إيقاف التشغيل ، وحرق الطاقة IC.
4. تسريع MOS إيقاف الوقت بواسطة دائرة السائق
من أجل تلبية محرك ترانزستور MOS المتطور ، غالبًا ما يتم استخدام محرك المحولات ، وأحيانًا يتم استخدام محرك المحولات أيضًا لتلبية عزل الأمان. الغرض من R1 هو قمع تذبذب LC بين الحث الطفيلي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور و C1. الغرض من C1 هو فصل التيار المستمر ومنع التشبع الأساسي من خلال التيار المتردد.