Cylchdaith Gyrwyr MOSFET Pecyn Mawr

Yn gyntaf oll, y math MOSFET a strwythur,MOSFETyn FET (un arall yw JFET), gellir ei weithgynhyrchu i fath gwell neu ddihysbyddiad, P-sianel neu sianel N cyfanswm o bedwar math, ond dim ond y defnydd gwirioneddol o MOSFETs sianel-N gwell a MOSFETs sianel-P uwch, felly y cyfeirir ato fel arfer fel yr NMOS neu PMOS yn cyfeirio at y ddau fath hyn. Ar gyfer y ddau fath hyn o MOSFETs gwell, y mwyaf cyffredin a ddefnyddir yw NMOS, y rheswm yw bod yr ar-ymwrthedd yn fach, ac yn hawdd i'w gynhyrchu. Felly, defnyddir NMOS yn gyffredinol wrth newid cyflenwad pŵer a chymwysiadau gyriant modur.

Yn y cyflwyniad canlynol, mae'r rhan fwyaf o'r achosion yn cael eu dominyddu gan NMOS. mae cynhwysedd parasitig yn bodoli rhwng tri phin y MOSFET, nodwedd nad oes ei hangen ond sy'n codi oherwydd cyfyngiadau'r broses weithgynhyrchu. Mae presenoldeb cynhwysedd parasitig yn ei gwneud ychydig yn anodd dylunio neu ddewis cylched gyrrwr. Mae deuod parasitig rhwng y draen a'r ffynhonnell. Gelwir hyn yn gorff deuod ac mae'n bwysig wrth yrru llwythi anwythol fel moduron. Gyda llaw, dim ond mewn MOSFETs unigol y mae'r deuod corff yn bresennol ac fel arfer nid yw'n bresennol y tu mewn i sglodion IC.

MOSFETcolli tiwb newid, p'un a yw'n NMOS neu PMOS, ar ôl dargludiad yr ar-ymwrthedd yn bodoli, fel y bydd y cerrynt yn defnyddio ynni yn y gwrthiant hwn, gelwir y rhan hon o'r ynni a ddefnyddir yn golled dargludiad. Bydd dewis MOSFETs ag ymwrthedd isel yn lleihau'r golled wrthiant. Y dyddiau hyn, mae gwrth-ymwrthedd MOSFETs pŵer-isel yn gyffredinol tua degau o filiohms, ac mae ychydig o filiohms ar gael hefyd. Rhaid peidio â chwblhau MOSFETs mewn amrantiad pan fyddant ymlaen ac i ffwrdd. Mae proses o ostwng y foltedd yn dau ben y MOSFET, ac mae proses o gynyddu'r cerrynt sy'n llifo drwyddo.Yn ystod y cyfnod hwn o amser, mae colli MOSFETs yn gynnyrch y foltedd a'r cerrynt, a elwir yn golled newid. Fel arfer mae'r golled newid yn llawer mwy na'r golled dargludiad, a'r cyflymaf yw'r amlder newid, y mwyaf yw'r golled. Mae cynnyrch foltedd a cherrynt ar unwaith y dargludiad yn fawr iawn, gan arwain at golledion mawr. Mae byrhau'r amser newid yn lleihau'r golled ym mhob dargludiad; mae lleihau'r amlder newid yn lleihau nifer y switshis fesul uned amser. Mae'r ddau ddull hyn yn lleihau'r colledion newid.

O gymharu â transistorau deubegwn, credir yn gyffredinol nad oes angen cerrynt i wneud aMOSFETdargludiad, cyn belled â bod y foltedd GS yn uwch na gwerth penodol. Mae hyn yn hawdd i'w wneud, fodd bynnag, mae angen cyflymder arnom hefyd. Fel y gwelwch yn strwythur y MOSFET, mae cynhwysedd parasitig rhwng GS, GD, a gyrru'r MOSFET, i bob pwrpas, yw codi tâl a gollwng y cynhwysedd. Mae angen cerrynt ar gyfer gwefru'r cynhwysydd, oherwydd gellir gweld gwefru'r cynhwysydd ar unwaith fel cylched byr, felly bydd y cerrynt ar unwaith yn uwch. Y peth cyntaf i'w nodi wrth ddewis / dylunio gyrrwr MOSFET yw maint y cerrynt cylched byr ar unwaith y gellir ei ddarparu.

Yr ail beth i'w nodi yw, a ddefnyddir yn gyffredinol mewn gyriant pen uchel NMOS, mae angen i foltedd y giât ar-amser fod yn fwy na'r foltedd ffynhonnell. Uchel diwedd gyrru MOSFET ar y foltedd ffynhonnell a foltedd draen (VCC) yr un fath, felly yna y foltedd giât na'r VCC 4V neu 10V. os yn yr un system, i gael foltedd mwy na'r VCC, mae angen inni arbenigo yn y gylched hwb. Mae gan lawer o yrwyr modur bympiau gwefr integredig, mae'n bwysig nodi y dylech ddewis y cynhwysedd allanol priodol i gael digon o gerrynt cylched byr i yrru'r MOSFET. 4V neu 10V yw'r MOSFET a ddefnyddir yn gyffredin ar foltedd, y dyluniad wrth gwrs, mae angen i chi gael ymyl penodol. Po uchaf yw'r foltedd, y cyflymaf yw'r cyflymder ar y wladwriaeth a'r isaf yw'r gwrthiant ar y wladwriaeth. Nawr mae yna hefyd MOSFETs foltedd ar-wladwriaeth llai a ddefnyddir mewn gwahanol feysydd, ond yn y system electroneg modurol 12V, yn gyffredinol 4V ar-wladwriaeth yn ddigon.MOSFETs nodwedd fwyaf nodedig yw nodweddion newid y da, felly fe'i defnyddir yn eang yn y yr angen am gylchedau newid electronig, megis newid cyflenwad pŵer a gyriant modur, ond hefyd pylu goleuadau. Mae dargludo yn golygu gweithredu fel switsh, sy'n cyfateb i nodweddion cau switsh.NMOS, bydd Vgs yn fwy na gwerth penodol yn dargludo, sy'n addas i'w ddefnyddio yn yr achos pan fydd y ffynhonnell wedi'i seilio (gyriant pen isel), cyn belled â'r giât foltedd o nodweddion 4V neu 10V.PMOS, bydd Vgs llai na gwerth penodol yn dargludo, sy'n addas i'w ddefnyddio yn yr achos pan fydd y ffynhonnell yn gysylltiedig â'r VCC (gyriant pen uchel). Fodd bynnag, er y gellir defnyddio PMOS yn hawdd fel gyrrwr diwedd uchel, mae NMOS yn cael ei ddefnyddio fel arfer mewn gyrwyr diwedd uchel oherwydd yr ar-ymwrthedd mawr, pris uchel, ac ychydig o fathau newydd.

Nawr bod y ceisiadau MOSFET gyriant foltedd isel, pan fydd y defnydd o gyflenwad pŵer 5V, y tro hwn os ydych yn defnyddio strwythur traddodiadol polyn totem, oherwydd y transistor fod tua 0.7V gostyngiad foltedd, gan arwain at y terfynol gwirioneddol ychwanegu at y giât ar y foltedd yn unig 4.3 V. Ar yr adeg hon, rydym yn dewis y foltedd giât enwol o 4.5V y MOSFET ar fodolaeth risgiau penodol. Mae'r un broblem yn digwydd wrth ddefnyddio 3V neu achlysuron cyflenwad pŵer foltedd isel eraill. Defnyddir foltedd deuol mewn rhai cylchedau rheoli lle mae'r adran resymeg yn defnyddio foltedd digidol 5V neu 3.3V nodweddiadol ac mae'r adran bŵer yn defnyddio 12V neu hyd yn oed yn uwch. Mae'r ddau foltedd yn cael eu cysylltu gan ddefnyddio tir cyffredin. Mae hyn yn gosod gofyniad i ddefnyddio cylched sy'n caniatáu i'r ochr foltedd isel reoli'r MOSFET ar yr ochr foltedd uchel yn effeithiol, tra bydd y MOSFET ar yr ochr foltedd uchel yn wynebu'r un problemau a grybwyllir yn 1 a 2. Ym mhob un o'r tri achos, mae'r ni all strwythur polyn totem fodloni'r gofynion allbwn, ac nid yw'n ymddangos bod llawer o IC gyrrwr MOSFET oddi ar y silff yn cynnwys strwythur cyfyngu foltedd giât. Nid yw'r foltedd mewnbwn yn werth sefydlog, mae'n amrywio gydag amser neu ffactorau eraill. Mae'r amrywiad hwn yn achosi i'r foltedd gyrru a ddarperir i'r MOSFET gan y gylched PWM fod yn ansefydlog. Er mwyn gwneud y MOSFET yn ddiogel rhag folteddau giât uchel, mae gan lawer o MOSFETs reoleiddwyr foltedd adeiledig i gyfyngu'n rymus ar osgled foltedd y giât.

Yn yr achos hwn, pan fydd y foltedd gyrru a ddarperir yn fwy na foltedd y rheolydd, bydd yn achosi defnydd pŵer statig mawr Ar yr un pryd, os ydych chi'n defnyddio egwyddor rhannwr foltedd gwrthydd i leihau foltedd y giât, bydd yna gymharol. foltedd mewnbwn uchel, mae'r MOSFET yn gweithio'n dda, tra bod y foltedd mewnbwn yn cael ei leihau pan nad yw foltedd y giât yn ddigonol i achosi dargludiad annigonol cyflawn, gan gynyddu'r defnydd o bŵer.

Cylched gymharol gyffredin yma dim ond i gylched gyrrwr NMOS wneud dadansoddiad syml: Vl a Vh yw'r cyflenwad pŵer pen isel a diwedd uchel, yn y drefn honno, gall y ddau foltedd fod yr un peth, ond ni ddylai Vl fod yn fwy na Vh. Mae Q1 a Q2 yn ffurfio polyn totem gwrthdro, a ddefnyddir i gyflawni'r ynysu, ac ar yr un pryd i sicrhau na fydd y ddau diwb gyrrwr Q3 a Q4 ymlaen ar yr un pryd. Mae R2 a R3 yn darparu cyfeirnod foltedd PWM, a thrwy newid y cyfeirnod hwn, gallwch wneud i'r gylched weithio'n dda, ac nid yw foltedd y giât yn ddigon i achosi dargludiad trylwyr, gan gynyddu'r defnydd o bŵer. Mae R2 a R3 yn darparu'r cyfeirnod foltedd PWM, trwy newid y cyfeirnod hwn, gallwch chi adael i'r cylched weithio yn y tonffurf signal PWM fod mewn sefyllfa gymharol serth a syth. Defnyddir Q3 a Q4 i ddarparu'r cerrynt gyrru, oherwydd yr ar-amser, mae Q3 a Q4 o'i gymharu â'r Vh a GND yn isafswm o ostyngiad foltedd Vce yn unig, fel arfer dim ond 0.3V yw'r gostyngiad foltedd hwn, yn llawer is na 0.7V Vce R5 a R6 yw gwrthyddion adborth ar gyfer samplu foltedd y giât, ar ôl samplu'r foltedd, defnyddir foltedd y giât fel gwrthydd adborth i foltedd y giât, a defnyddir foltedd y sampl i'r foltedd giât. Mae R5 ac R6 yn wrthyddion adborth a ddefnyddir i samplu foltedd y giât, sydd wedyn yn cael ei basio trwy Q5 i greu adborth negyddol cryf ar seiliau Q1 a Q2, gan gyfyngu foltedd y giât i werth cyfyngedig. Gellir addasu'r gwerth hwn gan R5 a R6. Yn olaf, mae R1 yn darparu cyfyngiad y cerrynt sylfaen i Q3 a Q4, ac mae R4 yn darparu cyfyngiad cerrynt y giât i'r MOSFETs, sef cyfyngiad yr Iâ o Q3Q4. Gellir cysylltu cynhwysydd cyflymu yn gyfochrog uwchben R4 os oes angen.                                         

Wrth ddylunio dyfeisiau cludadwy a chynhyrchion di-wifr, mae gwella perfformiad cynnyrch ac ymestyn amser gweithredu batri yn ddau fater y mae angen i ddylunwyr eu hwynebu. Mae gan drawsnewidwyr DC-DC fanteision effeithlonrwydd uchel, cerrynt allbwn uchel a cherrynt quiescent isel, sy'n addas iawn ar gyfer pweru cludadwy dyfeisiau.

Mae gan drawsnewidwyr DC-DC fanteision effeithlonrwydd uchel, cerrynt allbwn uchel a cherrynt tawel isel, sy'n addas iawn ar gyfer pweru dyfeisiau cludadwy. Ar hyn o bryd, mae'r prif dueddiadau yn natblygiad technoleg dylunio trawsnewidydd DC-DC yn cynnwys: technoleg amledd uchel: gyda'r cynnydd mewn amlder newid, mae maint y trawsnewidydd newid hefyd yn cael ei leihau, mae'r dwysedd pŵer wedi cynyddu'n sylweddol, ac mae'r deinamig ymateb wedi gwella. Bach

Bydd amlder newid trawsnewidydd pŵer DC-DC yn codi i'r lefel megahertz. Technoleg foltedd allbwn isel: Gyda datblygiad parhaus technoleg gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, mae microbroseswyr a foltedd gweithredu offer electronig cludadwy yn mynd yn is ac yn is, sy'n ei gwneud yn ofynnol i drawsnewidydd DC-DC yn y dyfodol ddarparu foltedd allbwn isel i addasu i'r microbrosesydd ac offer electronig cludadwy, sy'n ei gwneud yn ofynnol yn y dyfodol DC-DC trawsnewidydd gall ddarparu foltedd allbwn isel i addasu i'r microbrosesydd.

Digon i ddarparu foltedd allbwn isel i addasu i ficrobroseswyr ac offer electronig cludadwy. Mae'r datblygiadau technolegol hyn yn cyflwyno gofynion uwch ar gyfer dylunio cylchedau sglodion cyflenwad pŵer. Yn gyntaf oll, gyda'r amlder newid cynyddol, cyflwynir perfformiad y cydrannau newid

Gofynion uchel ar gyfer perfformiad yr elfen newid, a rhaid cael y gylched gyriant elfen newid cyfatebol i sicrhau bod yr elfen newid yn yr amlder newid hyd at lefel megahertz o weithrediad arferol. Yn ail, ar gyfer dyfeisiau electronig cludadwy sy'n cael eu pweru gan fatri, mae foltedd gweithredu'r gylched yn isel (yn achos batris lithiwm, er enghraifft).

Batris lithiwm, er enghraifft, y foltedd gweithredu o 2.5 ~ 3.6V), felly mae'r sglodion cyflenwad pŵer ar gyfer y foltedd is.

Mae gan MOSFET ar-ymwrthedd isel iawn, defnydd isel o ynni, yn y sglodion DC-DC effeithlonrwydd uchel poblogaidd presennol yn fwy MOSFET fel switsh pŵer. Fodd bynnag, oherwydd cynhwysedd parasitig mawr MOSFETs. Mae hyn yn rhoi gofynion uwch ar ddyluniad cylchedau gyrrwr tiwb newid ar gyfer dylunio trawsnewidyddion DC-DC amledd gweithredu uchel. Mae yna amrywiol gylchedau rhesymeg CMOS, BiCMOS gan ddefnyddio strwythur hwb bootstrap a chylchedau gyrrwr fel llwythi capacitive mawr mewn dyluniad ULSI foltedd isel. Mae'r cylchedau hyn yn gallu gweithio'n iawn o dan amodau cyflenwad foltedd llai na 1V, a gallant weithio o dan amodau cynhwysedd llwyth Gall amlder 1 ~ 2pF gyrraedd degau o megabits neu hyd yn oed cannoedd o megahertz. Yn y papur hwn, defnyddir y gylched hwb bootstrap i ddylunio gallu gyrru cynhwysedd llwyth mawr, sy'n addas ar gyfer foltedd isel, amlder newid uchel hwb cylched gyriant trawsnewidydd DC-DC. Foltedd pen isel a PWM i yrru MOSFETs pen uchel. signal PWM osgled bach i yrru gofynion foltedd giât uchel MOSFETs.