Cearcall dràibhear pasgan MOSFET mòr

An toiseach, an seòrsa MOSFET agus structar,MOSFETna FET (is e fear eile JFET), faodar a dhèanamh a-steach do sheòrsa leasaichte no ìsleachaidh, P-channel no N-channel ceithir seòrsaichean gu h-iomlan, ach dìreach cleachdadh MOSFETan N-seanail leasaichte agus MOSFETan P-seanail leasaichte, mar sin mar as trice air ainmeachadh mar an NMOS no PMOS a’ toirt iomradh air an dà sheòrsa seo. Airson an dà sheòrsa MOSFETan leasaichte seo, is e NMOS an fheadhainn as cumanta a thathas a’ cleachdadh, is e an adhbhar gu bheil an seasmhachd beag, agus furasta a dhèanamh. Mar sin, tha NMOS air a chleachdadh sa chumantas ann a bhith ag atharrachadh solar cumhachd agus tagraidhean dràibhidh motair.

Anns an ro-ràdh a leanas, tha a’ mhòr-chuid de chùisean fo smachd NMOS. tha comas dìosganach eadar na trì prìneachan den MOSFET, feart nach eil a dhìth ach a dh’ èirich mar thoradh air crìochan pròiseas saothrachaidh. Tha làthaireachd comas dìosganach ga dhèanamh beagan duilich cuairt draibhear a dhealbhadh no a thaghadh. Tha diode dìosganach eadar an drain agus an stòr. Canar diode bodhaig ris an seo agus tha e cudromach ann a bhith a’ stiùireadh luchdan inductive leithid motaran. Air an t-slighe, chan eil an diode bodhaig an làthair ach ann am MOSFETan fa leth agus mar as trice chan eil e an làthair taobh a-staigh chip IC.

MOSFETag atharrachadh call tiùba, ge bith an e NMOS no PMOS a th’ ann, às deidh giùlan an aghaidh a bhith ann, gus an ith an sruth lùth san strì seo, canar call giùlain ris a’ phàirt seo den lùth caitheamh. Lùghdaichidh taghadh MOSFETn le ìre dìon ìosal an call air an aghaidh. An-diugh, tha an aghaidh MOSFETan le cumhachd ìosal sa chumantas timcheall air deichean de mhiliohms, agus tha beagan mhilleanan rim faighinn cuideachd. dà cheann an MOSFET, agus tha pròiseas ann a bhith ag àrdachadh an t-sruth a tha a’ sruthadh troimhe. sruth, ris an canar an call suidse. Mar as trice tha an call suidse tòrr nas motha na an call giùlain, agus mar as luaithe a bhios tricead an tionndaidh, is ann as motha a bhios an call. Tha toradh bholtachd agus sruth aig a’ bhad conduction glè mhòr, agus mar thoradh air call mòr. Le bhith a 'giorrachadh na h-ùine tionndaidh a' lùghdachadh an call aig gach giùlan; bidh lughdachadh tricead suidse a’ lughdachadh an àireamh de suidsichean gach aonad ùine. Bidh an dà dhòigh-obrach sin a’ lughdachadh call tionndaidh.

An coimeas ri transistors bipolar, sa chumantas thathas a’ creidsinn nach eil feum air sruth sam bith gus aMOSFETgiùlan, fhad ‘s a tha an bholtadh GS os cionn luach sònraichte. Tha seo furasta a dhèanamh, ge-tà, feumaidh sinn astar cuideachd. Mar a chì thu ann an structar an MOSFET, tha comas dìosganach eadar GS, GD, agus is e draibheadh ​​​​MOSFET, gu dearbh, cosgais agus sgaoileadh an capacitance. Feumaidh cosgais an capacitor sruth, oir faodar cosgais a chuir air an capacitor sa bhad mar chuairt ghoirid, agus mar sin bidh an sruth sa bhad nas àirde. Is e a’ chiad rud a bu chòir a thoirt fa-near nuair a tha thu a’ taghadh / a’ dealbhadh draibhear MOSFET meud an t-sruth cuairt ghoirid a dh’ fhaodar a thoirt seachad.

Is e an dàrna rud a bu chòir a thoirt fa-near, mar as trice air a chleachdadh ann an NMOS dràibhidh àrd, gum feum bholtadh geata air-ùine a bhith nas àirde na bholtadh an stòr. MOSFET dràibhidh àrd air an bholtadh stòr agus bholtadh drèanaidh (VCC) an aon rud, agus mar sin an bholtadh geata na an VCC 4V no 10V. ma tha e san aon shiostam, gus bholtadh nas motha fhaighinn na an VCC, feumaidh sinn speisealachadh anns a’ chuairt àrdachadh. Tha pumpaichean cosgais aonaichte aig mòran de dhraibhearan motair, tha e cudromach cuimhneachadh gum bu chòir dhut an comas taobh a-muigh iomchaidh a thaghadh gus sruth cuairt ghoirid gu leòr fhaighinn airson am MOSFET a dhràibheadh. Is e 4V no 10V am MOSFET a thathas a’ cleachdadh gu cumanta air bholtadh, an dealbhadh gu dearbh, feumaidh iomall sònraichte a bhith agad. Mar as àirde an bholtachd, is ann as luaithe a bhios an astar air-stàite agus as ìsle an aghaidh air-stàite. A-nis tha MOSFETan bholtachd air-stàite nas lugha air an cleachdadh ann an diofar raointean, ach anns an t-siostam electronics fèin-ghluasadach 12V, mar as trice tha 4V air-stàite gu leòr. feum air cuairtean tionndaidh dealanach, leithid atharrachadh solar cumhachd agus draibheadh ​​​​motair, ach cuideachd lasachadh solais. Tha giùlan a ’ciallachadh a bhith ag obair mar suidse, a tha co-ionann ri suidse dùnadh.NMOS feartan, bidh Vgs nas motha na luach sònraichte a’ giùlan, a tha freagarrach airson a chleachdadh anns a ’chùis nuair a tha an stòr stèidhichte (draibheadh ​​​​ìosal), fhad‘ s a tha an geata bholtaids de fheartan 4V no 10V.PMOS, giùlainidh Vgs nas lugha na luach sònraichte, a tha freagarrach airson a chleachdadh nuair a tha an stòr ceangailte ris an VCC (dràibhear àrd). Ach, ged a dh’ fhaodar PMOS a chleachdadh gu furasta mar dhràibhear deireadh àrd, mar as trice bidh NMOS air a chleachdadh ann an draibhearan deireadh àrd air sgàth cho mòr ‘s a tha iad an-aghaidh, prìs àrd, agus glè bheag de sheòrsan ùra.

A-nis na tagraidhean bholtachd ìosal MOSFET, nuair a thathar a’ cleachdadh solar cumhachd 5V, an turas seo ma chleachdas tu an structar pòla totem traidiseanta, mar thoradh air an transistor bi timcheall air 0.7V bholtadh tuiteam, agus mar thoradh air an sin thèid an fhìor chuairt dheireannach a chuir ris a’ gheata air an chan eil bholtadh ach 4.3 V. Aig an àm seo, bidh sinn a’ taghadh bholtaids geata ainmichte 4.5V den MOSFET air gu bheil cunnartan sònraichte ann. Tha an aon dhuilgheadas a’ tachairt ann an cleachdadh 3V no amannan solar cumhachd bholtachd ìosal eile. Tha bholtadh dùbailte air a chleachdadh ann an cuid de chuairtean smachd far a bheil an roinn loidsig a’ cleachdadh bholtadh didseatach àbhaisteach 5V no 3.3V agus tha an roinn cumhachd a’ cleachdadh 12V no eadhon nas àirde. Tha an dà bholtaids ceangailte a’ cleachdadh talamh cumanta. Tha seo a’ cur riatanas air cuairt a chleachdadh a leigeas leis an taobh bholtachd ìosal smachd a chumail gu h-èifeachdach air MOSFET air an taobh bholtaids àrd, agus bidh na h-aon dhuilgheadasan aig an MOSFET air an taobh bholtaids àrd a chaidh ainmeachadh ann an 1 agus 2. Anns na trì cùisean uile, tha an Chan urrainn do structar pòla totem coinneachadh ris na riatanasan toraidh, agus tha e coltach nach eil mòran de IC draibhearan MOSFET far-na-sgeilp a’ toirt a-steach structar cuibhreachaidh bholtachd geata. Chan e luach stèidhichte a th’ anns a’ bholtachd cuir a-steach, bidh e ag atharrachadh a rèir ùine no factaran eile. Tha an atharrachadh seo ag adhbhrachadh gu bheil an bholtachd dràibhidh a bheir an cuairteachadh PWM don MOSFET neo-sheasmhach. Gus am MOSFET a dhèanamh sàbhailte bho bholtaids geata àrd, tha mòran de MOSFETn air riaghladairean bholtachd a chuir a-steach gus leud bholtachd a’ gheata a chuingealachadh gu làidir.

Anns a 'chùis seo, nuair a tha an bholtaids dràibhidh a chaidh a thoirt seachad nas àirde na bholtaids an riaghlaiche, bidh e ag adhbhrachadh caitheamh cumhachd mòr statach Aig an aon àm, ma chleachdas tu dìreach prionnsapal roinneadh bholtaids resistor gus bholtadh a’ gheata a lughdachadh, bidh an ìre mhath ann. bholtaids cuir a-steach àrd, tha am MOSFET ag obair gu math, fhad ‘s a tha an bholtachd cuir a-steach air a lughdachadh nuair nach eil bholtadh a’ gheata gu leòr gus giùlan neo-iomlan adhbhrachadh, agus mar sin a ’meudachadh caitheamh cumhachd.

Cuairt caran cumanta an seo a-mhàin airson cuairt draibhear NMOS gus mion-sgrùdadh sìmplidh a dhèanamh: Is e Vl agus Vh an solar cumhachd deireadh ìosal agus àrd, fa leth, faodaidh an dà bholtadh a bhith mar an ceudna, ach cha bu chòir Vl a bhith nas àirde na Vh. Bidh Q1 agus Q2 a’ cruthachadh pòla totem inverted, air a chleachdadh gus an aonaranachd a choileanadh, agus aig an aon àm gus dèanamh cinnteach nach bi an dà phìob draibhear Q3 agus Q4 air adhart aig an aon àm. Bidh R2 agus R3 a ’toirt seachad an iomradh bholtachd PWM, agus le bhith ag atharrachadh an iomradh seo, faodaidh tu toirt air a’ chuairt obrachadh gu math, agus chan eil bholtadh a ’gheata gu leòr airson giùlan coileanta adhbhrachadh, agus mar sin a’ meudachadh caitheamh cumhachd. Bidh R2 agus R3 a ’toirt seachad an iomradh bholtachd PWM, le bhith ag atharrachadh an iomradh seo, faodaidh tu leigeil leis a’ chuairt obrachadh ann an cruth tonn comharra PWM ann an suidheachadh caran cas agus dìreach. Thathas a’ cleachdadh Q3 agus Q4 gus an sruth dràibhidh a thoirt seachad, mar thoradh air an ùine air-loidhne, chan eil ann an Q3 agus Q4 an coimeas ris an Vh agus GND ach tuiteam bholtachd Vce aig a’ char as lugha, mar as trice chan eil an tuiteam bholtachd seo ach 0.3V no mar sin, mòran nas ìsle tha na 0.7V Vce R5 agus R6 nan luchd-dìon fios-air-ais airson samplachadh bholtachd geata, às deidh a bhith a’ samplachadh bholtachd, tha bholtadh a ’gheata air a chleachdadh mar inneal fios-air-ais do bholtadh a’ gheata, agus tha bholtadh an t-sampall air a chleachdadh chun bholtadh. voltas geata. Tha R5 agus R6 nan luchd-dìon fios-air-ais a thathas a’ cleachdadh gus bholtadh a’ gheata a shampall, a thèid an uairsin tro Q5 gus fios air ais làidir àicheil a chruthachadh air bunaitean Q1 agus Q2, agus mar sin a’ cuingealachadh bholtachd a’ gheata gu luach crìochnaichte. Faodar an luach seo atharrachadh le R5 agus R6. Mu dheireadh, tha R1 a 'toirt seachad cuingealachadh an t-sruth bunaiteach gu Q3 agus Q4, agus tha R4 a' toirt seachad cuingealachadh sruth a 'gheata gu na MOSFETs, a tha na chuingealachadh air deigh Q3Q4. Faodar capacitor luathachaidh a cheangal ann an co-shìnte os cionn R4 ma tha sin riatanach.                                         

Nuair a bhios iad a’ dealbhadh innealan so-ghiùlain agus toraidhean gun uèir, tha dà chùis ann a bhith a’ leasachadh coileanadh toraidh agus a’ leudachadh ùine obrachaidh bataraidh. innealan.

Tha na buannachdan aig luchd-tionndaidh DC-DC airson àrd-èifeachdas, sruth toraidh àrd agus sruth ìosal quiescent, a tha gu math freagarrach airson cumhachd a thoirt do innealan so-ghiùlain. An-dràsta, tha na prìomh ghluasadan ann an leasachadh teicneòlas dealbhaidh inneal-tionndaidh DC-DC a’ toirt a-steach: teicneòlas àrd-tricead: leis an àrdachadh ann an tricead suidse, tha meud an tionndaidh tionndaidh air a lughdachadh cuideachd, tha an dùmhlachd cumhachd air àrdachadh gu mòr, agus tha an gluasad fiùghantach freagairt air a leasachadh. Beag

Bidh tricead tionndaidh inneal-tionndaidh Power DC-DC ag èirigh gu ìre megahertz. Teicneòlas bholtachd toraidh ìosal: Le leasachadh leantainneach air teicneòlas saothrachaidh semiconductor, tha bholtadh obrachaidh microprocessors agus uidheamachd dealanach so-ghiùlain a ’fàs nas ìsle agus nas ìsle, a dh’ fheumas inneal-tionndaidh DC-DC san àm ri teachd a bheir seachad bholtadh toraidh ìosal gus atharrachadh gu microprocessor agus uidheamachd dealanach so-ghiùlain, a tha feumach air inneal-tionndaidh DC-DC san àm ri teachd a bheir seachad bholtadh toraidh ìosal gus atharrachadh gu microprocessor.

Gu leòr airson bholtadh toraidh ìosal a thoirt seachad airson atharrachadh gu microprocessors agus uidheamachd dealanach so-ghiùlain. Chuir na leasachaidhean teicneòlach sin air adhart riatanasan nas àirde airson dealbhadh chuairtean chip solair cumhachd. An toiseach, leis an tricead tionndaidh a tha a’ sìor fhàs, tha coileanadh nam pàirtean suidse air a chuir air adhart

Riatanasan àrda airson coileanadh an eileamaid suidse, agus feumaidh an cuairteachadh dràibhidh eileamaid suidse co-fhreagarrach a bhith aige gus dèanamh cinnteach gu bheil an eileamaid suidsidh anns an tricead suidse suas gu ìre megahertz de ghnìomhachd àbhaisteach. San dàrna h-àite, airson innealan dealanach so-ghiùlain le cumhachd bataraidh, tha bholtadh obrachaidh a ’chuairt ìosal (a thaobh bataraidhean lithium, mar eisimpleir).

Bataraidhean lithium, mar eisimpleir, an bholtadh obrachaidh de 2.5 ~ 3.6V), agus mar sin a’ chip solarachaidh cumhachd airson an bholtadh nas ìsle.

Tha ìre glè ìosal de dhì-sheasmhachd, caitheamh lùtha ìosal aig MOSFET, anns a’ chip DC-DC àrd-èifeachdais a tha mòr-chòrdte an-dràsta barrachd MOSFET mar tionndadh cumhachd. Ach, mar thoradh air comas mòr parasitic MOSFETn. Tha seo a’ cur riatanasan nas àirde air dealbhadh cuairtean draibhear tiùba airson a bhith a’ dealbhadh luchd-tionndaidh DC-DC tricead obrachaidh àrd. Tha grunn chuairtean loidsig CMOS, BiCMOS a’ cleachdadh structar àrdachadh bootstrap agus cuairtean draibhear mar luchdan mòra capacitive ann an dealbhadh ULSI bholtachd ìosal. Tha na cuairtean sin comasach air obrachadh gu ceart fo chumhachan solar bholtaids nas lugha na 1V, agus faodaidh iad obrachadh fo chumhachan comas luchdaidh 1 ~ 2pF tricead ruighinn deichean de megabits no eadhon ceudan de megahertz. Anns a ’phàipear seo, thathas a’ cleachdadh a ’chuairt àrdachadh bootstrap gus comas dràibhidh comas luchdan mòr a dhealbhadh, a tha freagarrach airson bholtachd ìosal, àrdachadh tricead suidsidh àrd cuairteachadh dràibhidh tionndaidh DC-DC. Bholtaids deireadh ìosal agus PWM gus MOSFETan àrd-ìre a dhràibheadh. comharra PWM amplitude beag gus riatanasan bholtachd geata àrd MOSFETs a dhràibheadh.