โครงสร้างแหล่งจ่ายไฟพื้นฐานของชาร์จเร็วQC ใช้ flyback + SSR การแก้ไขซิงโครนัสด้านรอง (รอง) สำหรับคอนเวอร์เตอร์ฟลายแบ็ค ตามวิธีการสุ่มตัวอย่างป้อนกลับ สามารถแบ่งออกเป็น: การควบคุมด้านหลัก (หลัก) และการควบคุมด้านรอง (รอง) ตามตำแหน่งของตัวควบคุม PWM สามารถแบ่งออกเป็น: การควบคุมด้านหลัก (หลัก) และการควบคุมด้านรอง (รอง) ดูเหมือนว่ามันไม่เกี่ยวอะไรกับ MOSFET ดังนั้น,โอลูกี้ต้องถามว่า MOSFET ซ่อนอยู่ที่ไหน? มันมีบทบาทอะไร?
1. การปรับด้านหลัก (หลัก) และการปรับด้านรอง (รอง)
ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตจำเป็นต้องมีลิงก์ป้อนกลับเพื่อส่งข้อมูลการเปลี่ยนแปลงไปยังตัวควบคุมหลัก PWM เพื่อปรับการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตและโหลดเอาท์พุต ตามวิธีการสุ่มตัวอย่างป้อนกลับที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกเป็นการปรับด้านหลัก (หลัก) และการปรับด้านรอง (รอง) ดังแสดงในรูปที่ 1 และ 2
สัญญาณป้อนกลับของการควบคุมด้านปฐมภูมิ (หลัก) ไม่ได้นำมาโดยตรงจากแรงดันเอาต์พุต แต่มาจากขดลวดเสริมหรือขดลวดปฐมภูมิที่รักษาความสัมพันธ์ตามสัดส่วนที่แน่นอนกับแรงดันเอาต์พุต ลักษณะของมันคือ:
1 วิธีการป้อนกลับทางอ้อม อัตราการควบคุมโหลดต่ำ และความแม่นยำต่ำ
②. ต้นทุนต่ำและเรียบง่าย
๓. ไม่จำเป็นต้องแยกออปโตคัปเปลอร์
สัญญาณป้อนกลับสำหรับการควบคุมด้านทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) นำมาโดยตรงจากแรงดันเอาต์พุตโดยใช้ออปโตคัปเปลอร์และ TL431 ลักษณะของมันคือ:
1 วิธีการป้อนกลับโดยตรง อัตราการควบคุมโหลดที่ดี อัตราการควบคุมเชิงเส้น และความแม่นยำสูง
②. วงจรการปรับมีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง
๓. จำเป็นต้องแยกออปโตคัปเปลอร์ซึ่งมีปัญหาเรื่องอายุเมื่อเวลาผ่านไป
2. การแก้ไขไดโอดด้านรอง (รอง) และมอสเฟตSSR การแก้ไขแบบซิงโครนัส
ด้านทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ของคอนเวอร์เตอร์ฟลายแบ็กมักจะใช้การแก้ไขไดโอดเนื่องจากมีกระแสเอาต์พุตสูงในการชาร์จแบบเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการชาร์จโดยตรงหรือการชาร์จแบบแฟลช กระแสไฟขาออกจะสูงถึง 5A เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ MOSFET จะถูกใช้แทนไดโอดเป็นวงจรเรียงกระแส ซึ่งเรียกว่า SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสรอง (ทุติยภูมิ) ดังแสดงในรูปที่ 3 และ 4
ลักษณะของการแก้ไขไดโอดด้านรอง (รอง):
1. เรียบง่าย ไม่จำเป็นต้องมีตัวควบคุมไดรฟ์เพิ่มเติม และมีต้นทุนต่ำ
2 เมื่อกระแสไฟขาออกมีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพจะต่ำ
๓. มีความน่าเชื่อถือสูง
คุณสมบัติของการแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านทุติยภูมิ (รอง) MOSFET:
1. ซับซ้อน ต้องใช้ตัวควบคุมไดรฟ์เพิ่มเติมและมีค่าใช้จ่ายสูง
②. เมื่อกระแสไฟขาออกมีขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพสูง
๓. ความน่าเชื่อถือต่ำเมื่อเทียบกับไดโอด
ในการใช้งานจริง MOSFET ของ SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสมักจะถูกย้ายจากปลายสูงไปยังจุดต่ำสุดเพื่อความสะดวกในการขับขี่ ดังแสดงในรูปที่ 5
ลักษณะของ MOSFET ระดับสูงของ SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัส:
1. ต้องใช้ไดรฟ์บูตสแตรปหรือไดรฟ์ลอยซึ่งมีราคาสูง
②. อีเอ็มไอที่ดี
ลักษณะของการแก้ไขแบบซิงโครนัส SSR MOSFET ที่วางอยู่ที่ต่ำสุด:
1 ขับตรง ขับง่าย และต้นทุนต่ำ
②. อีเอ็มไอแย่
3. การควบคุมด้านหลัก (หลัก) และการควบคุมด้านรอง (รอง)
ตัวควบคุมหลัก PWM วางอยู่ที่ด้านหลัก (หลัก) โครงสร้างนี้เรียกว่าการควบคุมด้านหลัก (หลัก) เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต อัตราการควบคุมโหลด และอัตราการควบคุมเชิงเส้น การควบคุมด้านหลัก (หลัก) ต้องใช้ออปโตคัปเปลอร์ภายนอกและ TL431 เพื่อสร้างลิงก์ป้อนกลับ แบนด์วิธของระบบมีขนาดเล็กและความเร็วในการตอบสนองช้า
หากวางตัวควบคุมหลัก PWM ไว้ที่ด้านรอง (รอง) สามารถถอดออปโตคัปเปลอร์และ TL431 ออกได้ และสามารถควบคุมและปรับแรงดันเอาต์พุตได้โดยตรงด้วยการตอบสนองที่รวดเร็ว โครงสร้างนี้เรียกว่าการควบคุมรอง (รอง)
คุณสมบัติของการควบคุมด้านหลัก (หลัก):
1. ต้องใช้ออปโตคัปเปลอร์และ TL431 และความเร็วในการตอบสนองช้า
②. ความเร็วของการป้องกันเอาต์พุตช้า
๓. ในโหมดต่อเนื่องของการแก้ไขแบบซิงโครนัส CCM ด้านรอง (รอง) ต้องใช้สัญญาณการซิงโครไนซ์
คุณสมบัติของการควบคุมรอง (รอง):
1. ตรวจพบเอาต์พุตโดยตรง ไม่จำเป็นต้องมีออปโตคัปเปลอร์และ TL431 ความเร็วในการตอบสนองรวดเร็ว และความเร็วในการป้องกันเอาต์พุตรวดเร็ว
②. MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ถูกขับเคลื่อนโดยตรงโดยไม่จำเป็นต้องใช้สัญญาณซิงโครไนซ์ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น หม้อแปลงพัลส์ คัปปลิ้งแม่เหล็ก หรือคัปปลิ้งแบบคาปาซิทีฟ เพื่อส่งสัญญาณการขับขี่ของ MOSFET แรงดันสูงด้านปฐมภูมิ (หลัก)
๓. ฝั่งหลัก (หลัก) จำเป็นต้องมีวงจรสตาร์ท หรือด้านรอง (รอง) มีแหล่งจ่ายไฟเสริมสำหรับการสตาร์ท
4. โหมด CCM ต่อเนื่องหรือโหมด DCM ที่ไม่ต่อเนื่อง
ตัวแปลงฟลายแบ็คสามารถทำงานในโหมด CCM ต่อเนื่องหรือโหมด DCM ไม่ต่อเนื่อง หากกระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ถึง 0 เมื่อสิ้นสุดรอบการสวิตชิ่ง จะเรียกว่าโหมด DCM ไม่ต่อเนื่อง หากกระแสของขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ไม่เป็น 0 เมื่อสิ้นสุดรอบการสวิตชิ่ง จะเรียกว่าโหมด CCM ต่อเนื่อง ดังแสดงในรูปที่ 8 และ 9
จะเห็นได้จากรูปที่ 8 และรูปที่ 9 ว่าสถานะการทำงานของ SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะแตกต่างกันในโหมดการทำงานที่แตกต่างกันของตัวแปลงฟลายแบ็ค ซึ่งหมายความว่าวิธีการควบคุมของ SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสก็จะแตกต่างกันเช่นกัน
หากละเว้นเวลาตาย เมื่อทำงานในโหมด CCM ต่อเนื่อง SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะมีสถานะสองสถานะ:
1. MOSFET แรงดันสูงด้านหลัก (หลัก) เปิดอยู่ และ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ปิดอยู่
②. MOSFET แรงดันสูงด้านหลัก (หลัก) ถูกปิด และ MOSFET วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) เปิดอยู่
ในทำนองเดียวกัน หากละเว้นเวลาตาย SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะมีสถานะสามสถานะเมื่อทำงานในโหมด DCM ที่ไม่ต่อเนื่อง:
1. MOSFET แรงดันสูงด้านหลัก (หลัก) เปิดอยู่ และ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ปิดอยู่
②. MOSFET แรงดันสูงด้านหลัก (หลัก) ถูกปิด และ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) เปิดอยู่
๓. MOSFET แรงดันสูงด้านหลัก (หลัก) ถูกปิด และ MOSFET วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ถูกปิด
5. SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ในโหมด CCM ต่อเนื่อง
หากตัวแปลงฟลายแบ็คที่ชาร์จเร็วทำงานในโหมด CCM ต่อเนื่อง วิธีการควบคุมด้านหลัก (หลัก) MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ต้องใช้สัญญาณการซิงโครไนซ์จากด้านหลัก (หลัก) เพื่อควบคุมการปิดระบบ
โดยปกติจะใช้สองวิธีต่อไปนี้เพื่อรับสัญญาณไดรฟ์ซิงโครนัสของด้านรอง (รอง):
(1) ใช้ขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) โดยตรง ดังแสดงในรูปที่ 10
(2) ใช้ส่วนประกอบแยกเพิ่มเติม เช่น พัลส์หม้อแปลง เพื่อส่งสัญญาณไดรฟ์ซิงโครนัสจากด้านหลัก (หลัก) ไปยังด้านรอง (รอง) ดังแสดงในรูปที่ 12
การใช้ขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) โดยตรงเพื่อรับสัญญาณไดรฟ์แบบซิงโครนัส ความแม่นยำของสัญญาณไดรฟ์แบบซิงโครนัสนั้นควบคุมได้ยากมาก และเป็นการยากที่จะบรรลุประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่เหมาะสมที่สุด บริษัทบางแห่งถึงกับใช้ตัวควบคุมดิจิทัลเพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุม ดังแสดงในรูปที่ 11 แสดง
การใช้หม้อแปลงพัลส์เพื่อรับสัญญาณขับเคลื่อนแบบซิงโครนัสมีความแม่นยำสูงแต่มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง
วิธีการควบคุมด้านทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) มักจะใช้พัลส์หม้อแปลงหรือวิธีคัปปลิ้งแม่เหล็กเพื่อส่งสัญญาณไดรฟ์ซิงโครนัสจากด้านทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ไปยังด้านปฐมภูมิ (ปฐมภูมิ) ดังแสดงในรูปที่ 7.v
6. SSR การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ในโหมด DCM ที่ไม่ต่อเนื่อง
หากตัวแปลงฟลายแบ็กชาร์จเร็วทำงานในโหมด DCM ที่ไม่ต่อเนื่อง ไม่ว่าวิธีการควบคุมด้านหลัก (หลัก) หรือวิธีการควบคุมด้านรอง (รอง) จะเป็นอย่างไร แรงดันไฟฟ้า D และ S ตกของ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสสามารถตรวจจับและควบคุมได้โดยตรง
(1) การเปิด MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส
เมื่อแรงดันไฟฟ้าของ VDS ของ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสเปลี่ยนจากบวกเป็นลบ ไดโอดปรสิตภายในจะเปิดขึ้น และหลังจากการหน่วงเวลาบางอย่าง MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะเปิดขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 13
(2) การปิด MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส
หลังจากเปิด MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสแล้ว VDS=-Io*Rdson เมื่อกระแสขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) ลดลงเป็น 0 นั่นคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณการตรวจจับปัจจุบัน VDS เปลี่ยนจากลบเป็น 0 MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะปิด ดังแสดงในรูปที่ 13
ในการใช้งานจริง MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะปิดก่อนที่กระแสขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) จะถึง 0 (VDS=0) ค่าแรงดันอ้างอิงการตรวจจับปัจจุบันที่กำหนดโดยชิปที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน เช่น -20mV, -50mV, -100mV, -200mV เป็นต้น
แรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแสของระบบได้รับการแก้ไขแล้ว ยิ่งค่าสัมบูรณ์ของแรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแสมีค่ามากขึ้น ข้อผิดพลาดในการรบกวนก็จะน้อยลงและความแม่นยำก็จะดีขึ้นตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม เมื่อกระแสโหลดเอาต์พุต Io ลดลง MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะปิดที่กระแสเอาต์พุตที่มากขึ้น และไดโอดปรสิตภายในจะดำเนินการเป็นเวลานานขึ้น ดังนั้นประสิทธิภาพจึงลดลง ดังแสดงในรูปที่ 14
นอกจากนี้ หากค่าสัมบูรณ์ของแรงดันอ้างอิงการตรวจจับปัจจุบันมีค่าน้อยเกินไป ข้อผิดพลาดของระบบและการรบกวนอาจทำให้ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสปิดหลังจากกระแสขดลวดทุติยภูมิ (ทุติยภูมิ) เกิน 0 ส่งผลให้เกิดกระแสไหลเข้าแบบย้อนกลับ ส่งผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ
สัญญาณการตรวจจับกระแสไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูงสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบได้ แต่ต้นทุนของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น ความแม่นยำของสัญญาณการตรวจจับปัจจุบันสัมพันธ์กับปัจจัยต่อไปนี้:
1. ความแม่นยำและการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิของแรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแส
②. แรงดันไบแอสและแรงดันออฟเซ็ต กระแสไบแอสและกระแสออฟเซ็ต และค่าเบี่ยงเบนอุณหภูมิของแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน
๓. ความแม่นยำและการเบี่ยงเบนของอุณหภูมิของ Rdson แรงดันไฟฟ้าของ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส
นอกจากนี้ จากมุมมองของระบบ สามารถปรับปรุงได้ด้วยการควบคุมแบบดิจิทัล การเปลี่ยนแปลงแรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแส และการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขับ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส
เมื่อกระแสโหลดเอาท์พุต Io ลดลง หากแรงดันไฟขับของ MOSFET กำลังลดลง แรงดันเปิด MOSFET ที่สอดคล้องกัน Rdson จะเพิ่มขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 15 เป็นไปได้ที่จะหลีกเลี่ยงการปิดระบบ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสก่อนกำหนด ลดเวลาการนำไฟฟ้าของไดโอดปรสิต และปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ
จากรูปที่ 14 จะเห็นได้ว่าเมื่อกระแสโหลดเอาท์พุต Io ลดลง แรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแสก็จะลดลงเช่นกัน ด้วยวิธีนี้ เมื่อกระแสเอาต์พุต Io มีขนาดใหญ่ แรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแสที่สูงขึ้นจะถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุม เมื่อกระแสเอาต์พุต Io ต่ำ จะใช้แรงดันอ้างอิงการตรวจจับกระแสที่ต่ำกว่า นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงเวลาการนำของ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ
เมื่อวิธีการข้างต้นไม่สามารถใช้ในการปรับปรุงได้ ไดโอด Schottky ก็สามารถเชื่อมต่อแบบขนานที่ปลายทั้งสองของ MOSFET แบบซิงโครนัสได้ หลังจากปิด MOSFET การเรียงกระแสแบบซิงโครนัสล่วงหน้าแล้ว คุณสามารถเชื่อมต่อไดโอด Schottky ภายนอกเพื่อการขับเคลื่อนอย่างอิสระ
7. โหมดไฮบริดรอง (รอง) ควบคุม CCM + DCM
ปัจจุบันมีวิธีแก้ปัญหาที่ใช้กันทั่วไปสองวิธีสำหรับการชาร์จโทรศัพท์มือถืออย่างรวดเร็ว:
(1) การควบคุมด้านหลัก (หลัก) และโหมดการทำงานของ DCM MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านทุติยภูมิ (รอง) ไม่ต้องการสัญญาณซิงโครไนซ์
(2) การควบคุมรอง (รอง) โหมดการทำงานแบบผสม CCM+DCM (เมื่อกระแสโหลดเอาต์พุตลดลง จาก CCM เป็น DCM) MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสด้านรอง (รอง) ได้รับการขับเคลื่อนโดยตรง และหลักการลอจิกการเปิดและปิดจะแสดงในรูปที่ 16:
การเปิด MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของ VDS ของ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสเปลี่ยนจากบวกเป็นลบ ไดโอดปรสิตภายในจะเปิดขึ้น หลังจากการหน่วงเวลาระยะหนึ่ง MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัสจะเปิดขึ้น
การปิด MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส:
1 เมื่อแรงดันเอาต์พุตน้อยกว่าค่าที่ตั้งไว้ สัญญาณนาฬิกาซิงโครนัสจะถูกใช้เพื่อควบคุมการปิด MOSFET และทำงานในโหมด CCM
2 เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาออกมากกว่าค่าที่ตั้งไว้ สัญญาณนาฬิกาซิงโครนัสจะถูกป้องกัน และวิธีการทำงานจะเหมือนกับโหมด DCM สัญญาณ VDS=-Io*Rdson ควบคุมการปิดระบบ MOSFET การแก้ไขแบบซิงโครนัส
ตอนนี้ ทุกคนรู้แล้วว่า MOSFET มีบทบาทอย่างไรใน QC ที่ชาร์จเร็วทั้งหมด!
เกี่ยวกับ Olukey
ทีมงานหลักของ Olukey มุ่งเน้นไปที่ส่วนประกอบต่างๆ มาเป็นเวลา 20 ปี และมีสำนักงานใหญ่ในเซินเจิ้น ธุรกิจหลัก: MOSFET, MCU, IGBT และอุปกรณ์อื่นๆ สินค้าตัวแทนหลักคือ WINSOK และ Cmsemicon ผลิตภัณฑ์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการทหาร การควบคุมทางอุตสาหกรรม พลังงานใหม่ ผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ 5G อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง บ้านอัจฉริยะ และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคต่างๆ อาศัยข้อได้เปรียบของตัวแทนทั่วไประดับโลกดั้งเดิม เรายึดตามตลาดจีน เราใช้บริการที่ได้เปรียบที่ครอบคลุมของเราเพื่อแนะนำส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ไฮเทคขั้นสูงต่างๆ ให้กับลูกค้าของเรา ช่วยเหลือผู้ผลิตในการผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง และให้บริการที่ครอบคลุม
เวลาโพสต์: Dec-14-2023
