ची मूलभूत वीज पुरवठा रचनाजलद चार्जिंगQC फ्लायबॅक + दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR वापरते. फ्लायबॅक कन्व्हर्टर्ससाठी, फीडबॅक सॅम्पलिंग पद्धतीनुसार, ते यामध्ये विभागले जाऊ शकते: प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियमन आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियमन; PWM कंट्रोलरच्या स्थानानुसार. हे यामध्ये विभागले जाऊ शकते: प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियंत्रण. असे दिसते की त्याचा MOSFET शी काहीही संबंध नाही. तर,ओलुकेविचारायचे आहे: MOSFET कुठे लपलेले आहे? यात कोणती भूमिका होती?
1. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) समायोजन आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) समायोजन
आउटपुट व्होल्टेजच्या स्थिरतेसाठी इनपुट व्होल्टेज आणि आउटपुट लोडमधील बदल समायोजित करण्यासाठी PWM मुख्य नियंत्रकाकडे बदलणारी माहिती पाठवण्यासाठी फीडबॅक लिंक आवश्यक आहे. वेगवेगळ्या फीडबॅक सॅम्पलिंग पद्धतींनुसार, आकृती 1 आणि 2 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ते प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) समायोजन आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) समायोजन मध्ये विभागले जाऊ शकते.
प्राथमिक बाजूचे (प्राथमिक) नियमनचे फीडबॅक सिग्नल थेट आउटपुट व्होल्टेजवरून घेतले जात नाही, परंतु आउटपुट व्होल्टेजशी विशिष्ट आनुपातिक संबंध राखणारे सहायक वाइंडिंग किंवा प्राथमिक प्राथमिक विंडिंगमधून घेतले जाते. त्याची वैशिष्ट्ये आहेत:
① अप्रत्यक्ष अभिप्राय पद्धत, खराब लोड नियमन दर आणि खराब अचूकता;
②. साधे आणि कमी किमतीचे;
③. आयसोलेशन ऑप्टोकपलरची गरज नाही.
दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियमनासाठी फीडबॅक सिग्नल थेट आउटपुट व्होल्टेजमधून ऑप्टोकपलर आणि TL431 वापरून घेतला जातो. त्याची वैशिष्ट्ये आहेत:
① थेट अभिप्राय पद्धत, चांगला लोड नियमन दर, रेखीय नियमन दर आणि उच्च अचूकता;
②. समायोजन सर्किट जटिल आणि महाग आहे;
③. ऑप्टोकॉप्लरला वेगळे करणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये कालांतराने वृद्धत्वाची समस्या आहे.
2. दुय्यम बाजू (दुय्यम) डायोड सुधारणे आणिMOSFETसमकालिक सुधारणा SSR
फ्लायबॅक कन्व्हर्टरची दुय्यम बाजू (दुय्यम) जलद चार्जिंगच्या मोठ्या आउटपुट करंटमुळे डायोड सुधारणेचा वापर करते. विशेषत: थेट चार्जिंग किंवा फ्लॅश चार्जिंगसाठी, आउटपुट करंट 5A इतका जास्त आहे. कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी, रेक्टिफायर म्हणून डायोडऐवजी MOSFET चा वापर केला जातो, ज्याला आकृती 3 आणि 4 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे दुय्यम (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR म्हणतात.
दुय्यम बाजू (दुय्यम) डायोड सुधारणेची वैशिष्ट्ये:
①. साधे, अतिरिक्त ड्राइव्ह कंट्रोलर आवश्यक नाही, आणि किंमत कमी आहे;
② जेव्हा आउटपुट वर्तमान मोठे असते, तेव्हा कार्यक्षमता कमी असते;
③. उच्च विश्वसनीयता.
दुय्यम बाजू (दुय्यम) MOSFET सिंक्रोनस सुधारणेची वैशिष्ट्ये:
①. जटिल, अतिरिक्त ड्राइव्ह कंट्रोलर आणि उच्च किंमत आवश्यक आहे;
②. जेव्हा आउटपुट वर्तमान मोठे असते, तेव्हा कार्यक्षमता जास्त असते;
③. डायोडच्या तुलनेत, त्यांची विश्वसनीयता कमी आहे.
व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, आकृती 5 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, ड्रायव्हिंग सुलभ करण्यासाठी सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR चे MOSFET सहसा उच्च टोकापासून खालच्या टोकापर्यंत हलवले जाते.
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR च्या हाय-एंड MOSFET ची वैशिष्ट्ये:
①. त्यासाठी बूटस्ट्रॅप ड्राइव्ह किंवा फ्लोटिंग ड्राइव्ह आवश्यक आहे, जे महाग आहे;
②. चांगला EMI.
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR MOSFET ची वैशिष्ट्ये खालच्या टोकाला आहेत:
① थेट ड्राइव्ह, साधी ड्राइव्ह आणि कमी किंमत;
②. खराब EMI.
3. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियंत्रण
PWM मुख्य नियंत्रक प्राथमिक बाजूला (प्राथमिक) ठेवलेला आहे. या संरचनेला प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण म्हणतात. आउटपुट व्होल्टेज, लोड रेग्युलेशन रेट आणि रेखीय रेग्युलेशन रेटची अचूकता सुधारण्यासाठी, प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रणाला फीडबॅक लिंक तयार करण्यासाठी बाह्य ऑप्टोकपलर आणि TL431 आवश्यक आहे. सिस्टम बँडविड्थ लहान आहे आणि प्रतिसादाचा वेग कमी आहे.
PWM मुख्य नियंत्रक दुय्यम बाजूला (दुय्यम) ठेवल्यास, ऑप्टोकपलर आणि TL431 काढले जाऊ शकतात आणि आउटपुट व्होल्टेज थेट नियंत्रित आणि जलद प्रतिसादासह समायोजित केले जाऊ शकते. या संरचनेला दुय्यम (दुय्यम) नियंत्रण म्हणतात.
प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रणाची वैशिष्ट्ये:
①. Optocoupler आणि TL431 आवश्यक आहेत, आणि प्रतिसाद गती मंद आहे;
②. आउटपुट संरक्षणाची गती मंद आहे.
③. सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन सतत मोड CCM मध्ये, दुय्यम बाजू (दुय्यम) साठी सिंक्रोनाइझेशन सिग्नल आवश्यक आहे.
दुय्यम (दुय्यम) नियंत्रणाची वैशिष्ट्ये:
①. आउटपुट थेट आढळले आहे, कोणतेही ऑप्टोकपलर आणि TL431 आवश्यक नाही, प्रतिसाद गती वेगवान आहे आणि आउटपुट संरक्षण गती वेगवान आहे;
②. दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET सिंक्रोनाइझेशन सिग्नलची आवश्यकता न घेता थेट चालविली जाते; प्राथमिक बाजूचे (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET चे ड्रायव्हिंग सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी अतिरिक्त उपकरणे जसे की पल्स ट्रान्सफॉर्मर, चुंबकीय कपलिंग किंवा कॅपॅसिटिव्ह कप्लर्स आवश्यक आहेत.
③. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) ला प्रारंभ सर्किट आवश्यक आहे किंवा दुय्यम बाजू (माध्यमिक) सुरू करण्यासाठी सहायक वीज पुरवठा आहे.
4. सतत CCM मोड किंवा खंडित DCM मोड
फ्लायबॅक कनवर्टर सतत CCM मोडमध्ये किंवा खंडित DCM मोडमध्ये काम करू शकतो. जर दुय्यम (दुय्यम) विंडिंगमधील विद्युतप्रवाह स्विचिंग सायकलच्या शेवटी 0 पर्यंत पोहोचला तर त्याला खंडित DCM मोड म्हणतात. जर स्विचिंग सायकलच्या शेवटी दुय्यम (दुय्यम) वळणाचा प्रवाह 0 नसेल, तर आकृती 8 आणि 9 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे त्याला सतत CCM मोड म्हणतात.
आकृती 8 आणि आकृती 9 मधून हे पाहिले जाऊ शकते की फ्लायबॅक कन्व्हर्टरच्या वेगवेगळ्या ऑपरेटिंग मोडमध्ये सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR च्या कार्यरत स्थिती भिन्न आहेत, याचा अर्थ असा आहे की सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR च्या नियंत्रण पद्धती देखील भिन्न असतील.
मृत वेळेकडे दुर्लक्ष केल्यास, सतत सीसीएम मोडमध्ये काम करताना, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन एसएसआरमध्ये दोन अवस्था असतात:
①. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET चालू आहे, आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस सुधारणे MOSFET बंद आहे;
②. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET बंद आहे, आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस सुधारणे MOSFET चालू आहे.
त्याचप्रमाणे, मृत वेळेकडे दुर्लक्ष केल्यास, खंडित DCM मोडमध्ये कार्यरत असताना समकालिक सुधार SSR मध्ये तीन अवस्था असतात:
①. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET चालू आहे, आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस सुधारणे MOSFET बंद आहे;
②. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET बंद आहे, आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) समकालिक सुधारणा MOSFET चालू आहे;
③. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) उच्च-व्होल्टेज MOSFET बंद आहे, आणि दुय्यम बाजू (दुय्यम) समकालिक सुधारणा MOSFET बंद आहे.
5. सतत सीसीएम मोडमध्ये दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR
जर फास्ट-चार्ज फ्लायबॅक कन्व्हर्टर सतत CCM मोडमध्ये कार्यरत असेल, तर प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण पद्धत, दुय्यम बाजू (दुय्यम) समकालिक सुधारणे MOSFET ला शटडाउन नियंत्रित करण्यासाठी प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) पासून सिंक्रोनाइझेशन सिग्नल आवश्यक आहे.
दुय्यम बाजूचे (दुय्यम) सिंक्रोनस ड्राइव्ह सिग्नल मिळविण्यासाठी सामान्यतः खालील दोन पद्धती वापरल्या जातात:
(1) आकृती 10 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, दुय्यम (दुय्यम) वळण थेट वापरा;
(2) आकृती 12 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) पासून दुय्यम बाजू (दुय्यम) पर्यंत सिंक्रोनस ड्राइव्ह सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी पल्स ट्रान्सफॉर्मरसारखे अतिरिक्त अलगाव घटक वापरा.
सिंक्रोनस ड्राइव्ह सिग्नल मिळविण्यासाठी थेट दुय्यम (दुय्यम) वाइंडिंगचा वापर करून, सिंक्रोनस ड्राइव्ह सिग्नलची अचूकता नियंत्रित करणे खूप कठीण आहे आणि ऑप्टिमाइझ केलेली कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता प्राप्त करणे कठीण आहे. आकृती 11 शो मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे काही कंपन्या नियंत्रण अचूकता सुधारण्यासाठी डिजिटल कंट्रोलर देखील वापरतात.
सिंक्रोनस ड्रायव्हिंग सिग्नल मिळविण्यासाठी पल्स ट्रान्सफॉर्मर वापरणे उच्च अचूकता आहे, परंतु किंमत तुलनेने जास्त आहे.
आकृती 7.v मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियंत्रण पद्धत सहसा दुय्यम बाजू (दुय्यम) पासून समकालिक ड्राइव्ह सिग्नल प्राथमिक बाजूकडे (प्राथमिक) प्रसारित करण्यासाठी पल्स ट्रान्सफॉर्मर किंवा चुंबकीय जोडणी पद्धत वापरते.
6. दुय्यम बाजू (दुय्यम) खंडित DCM मोडमध्ये सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन SSR
जर जलद चार्ज फ्लायबॅक कनवर्टर खंडित DCM मोडमध्ये कार्यरत असेल. प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण पद्धत किंवा दुय्यम बाजू (दुय्यम) नियंत्रण पद्धत विचारात न घेता, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चे D आणि S व्होल्टेज थेंब थेट शोधले आणि नियंत्रित केले जाऊ शकतात.
(1) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चालू करणे
जेव्हा सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET च्या VDS चे व्होल्टेज सकारात्मक ते नकारात्मक मध्ये बदलते, तेव्हा अंतर्गत परजीवी डायोड चालू होतो आणि विशिष्ट विलंबानंतर, आकृती 13 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चालू होते.
(2) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET बंद करणे
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चालू केल्यानंतर, VDS=-Io*Rdson. जेव्हा दुय्यम (दुय्यम) वळण प्रवाह 0 पर्यंत कमी होतो, म्हणजे, जेव्हा वर्तमान शोध सिग्नल VDS चे व्होल्टेज नकारात्मक वरून 0 वर बदलते, तेव्हा आकृती 13 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET बंद होते.
व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, दुय्यम (दुय्यम) वाइंडिंग करंट 0 (VDS=0) पर्यंत पोहोचण्यापूर्वी सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET बंद होते. वेगवेगळ्या चिप्सद्वारे सेट केलेले वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज मूल्ये भिन्न आहेत, जसे की -20mV, -50mV, -100mV, -200mV, इ.
सिस्टमचे वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज निश्चित केले आहे. वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेजचे परिपूर्ण मूल्य जितके मोठे असेल तितकी हस्तक्षेप त्रुटी आणि अचूकता जितकी चांगली असेल. तथापि, जेव्हा आउटपुट लोड करंट Io कमी होतो, तेव्हा सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET मोठ्या आउटपुट करंटवर बंद होईल आणि त्याचा अंतर्गत परजीवी डायोड जास्त काळ चालेल, त्यामुळे आकृती 14 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे कार्यक्षमता कमी होते.
याव्यतिरिक्त, जर वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेजचे परिपूर्ण मूल्य खूप लहान असेल. सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET दुय्यम (दुय्यम) वाइंडिंग करंट 0 पेक्षा जास्त झाल्यावर सिस्टम त्रुटी आणि हस्तक्षेपामुळे बंद होऊ शकते, परिणामी रिव्हर्स इनफ्लो करंट, कार्यक्षमता आणि सिस्टम विश्वासार्हतेवर परिणाम होतो.
उच्च-परिशुद्धता वर्तमान शोध सिग्नल सिस्टमची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता सुधारू शकतात, परंतु डिव्हाइसची किंमत वाढेल. वर्तमान शोध सिग्नलची अचूकता खालील घटकांशी संबंधित आहे:
①. वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेजची अचूकता आणि तापमान प्रवाह;
②. बायस व्होल्टेज आणि ऑफसेट व्होल्टेज, बायस करंट आणि ऑफसेट करंट आणि वर्तमान ॲम्प्लिफायरचे तापमान ड्रिफ्ट;
③. सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET च्या ऑन-व्होल्टेज Rdson ची अचूकता आणि तापमान प्रवाह.
याव्यतिरिक्त, सिस्टमच्या दृष्टीकोनातून, डिजिटल नियंत्रणाद्वारे, वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज बदलून आणि सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET ड्रायव्हिंग व्होल्टेज बदलून सुधारित केले जाऊ शकते.
जेव्हा आउटपुट लोड चालू Io कमी होते, जर पॉवर MOSFET चा ड्रायव्हिंग व्होल्टेज कमी झाला, तर संबंधित MOSFET टर्न-ऑन व्होल्टेज Rdson वाढते. आकृती 15 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET लवकर बंद करणे टाळणे, परजीवी डायोडचा वहन वेळ कमी करणे आणि प्रणालीची कार्यक्षमता सुधारणे शक्य आहे.
हे आकृती 14 वरून पाहिले जाऊ शकते की जेव्हा आउटपुट लोड चालू Io कमी होते, तेव्हा वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज देखील कमी होते. अशा प्रकारे, जेव्हा आउटपुट चालू Io मोठा असतो, तेव्हा नियंत्रण अचूकता सुधारण्यासाठी उच्च वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज वापरला जातो; जेव्हा आउटपुट करंट Io कमी असतो, तेव्हा कमी वर्तमान शोध संदर्भ व्होल्टेज वापरला जातो. हे सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET च्या वहन वेळेत देखील सुधारणा करू शकते आणि सिस्टमची कार्यक्षमता सुधारू शकते.
जेव्हा वरील पद्धत सुधारणेसाठी वापरली जाऊ शकत नाही, तेव्हा Schottky डायोड देखील समकालिक सुधार MOSFET च्या दोन्ही टोकांना समांतर जोडले जाऊ शकतात. सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET आगाऊ बंद केल्यानंतर, फ्रीव्हीलिंगसाठी बाह्य Schottky डायोड कनेक्ट केले जाऊ शकते.
7. दुय्यम (दुय्यम) नियंत्रण CCM+DCM संकरित मोड
सध्या, मोबाईल फोन जलद चार्जिंगसाठी दोन सामान्यतः वापरलेले उपाय आहेत:
(1) प्राथमिक बाजू (प्राथमिक) नियंत्रण आणि DCM कार्य मोड. दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET ला सिंक्रोनाइझेशन सिग्नलची आवश्यकता नाही.
(२) दुय्यम (दुय्यम) नियंत्रण, CCM+DCM मिश्रित ऑपरेटिंग मोड (जेव्हा आउटपुट लोड करंट कमी होतो, CCM ते DCM पर्यंत). दुय्यम बाजू (दुय्यम) सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET थेट चालविले जाते, आणि त्याचे चालू आणि बंद तर्क तत्त्वे आकृती 16 मध्ये दर्शविली आहेत:
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चालू करणे: जेव्हा सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET च्या VDS चे व्होल्टेज सकारात्मक ते नकारात्मक मध्ये बदलते तेव्हा त्याचा अंतर्गत परजीवी डायोड चालू होतो. ठराविक विलंबानंतर, सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चालू होते.
सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET बंद करणे:
① जेव्हा आउटपुट व्होल्टेज सेट मूल्यापेक्षा कमी असते, तेव्हा सिंक्रोनस घड्याळ सिग्नलचा वापर MOSFET च्या टर्न-ऑफ नियंत्रित करण्यासाठी आणि CCM मोडमध्ये कार्य करण्यासाठी केला जातो.
② जेव्हा आउटपुट व्होल्टेज सेट मूल्यापेक्षा जास्त असते, तेव्हा सिंक्रोनस घड्याळ सिग्नल शील्ड केले जाते आणि कार्य करण्याची पद्धत DCM मोड सारखीच असते. VDS=-Io*Rdson सिग्नल सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन MOSFET चे शटडाउन नियंत्रित करते.
आता, प्रत्येकाला माहित आहे की MOSFET संपूर्ण फास्ट चार्जिंग QC मध्ये काय भूमिका बजावते!
ओलुके बद्दल
ओलुकेच्या मुख्य कार्यसंघाने 20 वर्षांपासून घटकांवर लक्ष केंद्रित केले आहे आणि त्याचे मुख्यालय शेन्झेनमध्ये आहे. मुख्य व्यवसाय: MOSFET, MCU, IGBT आणि इतर उपकरणे. मुख्य एजंट उत्पादने WINSOK आणि Cmsemicon आहेत. लष्करी उद्योग, औद्योगिक नियंत्रण, नवीन ऊर्जा, वैद्यकीय उत्पादने, 5G, इंटरनेट ऑफ थिंग्ज, स्मार्ट घरे आणि विविध ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादनांमध्ये उत्पादने मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात. मूळ जागतिक सामान्य एजंटच्या फायद्यांवर अवलंबून राहून, आम्ही चीनी बाजारावर आधारित आहोत. आम्ही आमच्या ग्राहकांना विविध प्रगत हाय-टेक इलेक्ट्रॉनिक घटकांची ओळख करून देण्यासाठी, उत्पादकांना उच्च-गुणवत्तेची उत्पादने तयार करण्यात मदत करण्यासाठी आणि सर्वसमावेशक सेवा प्रदान करण्यासाठी आमच्या सर्वसमावेशक फायदेशीर सेवांचा वापर करतो.
पोस्ट वेळ: डिसेंबर-14-2023
