《電子技術(shù)應(yīng)用》
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根據(jù)負(fù)載特性選擇正確的驅(qū)動
摘要: 本次主要想探討阻性/感性/容性/電流型負(fù)載對驅(qū)動的要求,與大家分享。
Abstract:
Key words :

本次主要想探討阻性/感性/容性/電流型負(fù)載對驅(qū)動的要求,與大家分享,請網(wǎng)友看看有何不足,先看一個圖吧,F(xiàn)ET的等效模型是:

 用它做成的半橋;就成了這樣的一個電路:

空載開關(guān)時;電路變成這兩個工作模式:

上圖是高邊開關(guān);低扁關(guān)斷狀態(tài)。下圖是低邊開關(guān);高邊關(guān)斷狀態(tài)。兩個狀態(tài)組成一完整開關(guān)周期。這個現(xiàn)象會導(dǎo)致半、全橋空載時發(fā)熱。它不僅發(fā)生在開路狀態(tài);而且還會發(fā)生在容性負(fù)載和硬開關(guān)電路里。適當(dāng)?shù)目刂?ldquo;開”的速度;防制上下之通是必要的。

高端FET開關(guān)狀態(tài)下;導(dǎo)通再關(guān)閉后,由于CDS1、CDS2的電容儲能,Q1關(guān)斷;輸出仍為+Vbus。此時;Q1柵電壓為0V,但是;Q1并沒因此而承受電壓。即Q1是零電壓關(guān)斷;關(guān)斷過程;柵電壓沒有平臺!沒有彌勒效應(yīng)區(qū)!經(jīng)過一段死區(qū)時間后;低端FET導(dǎo)通,此時此刻;高端早已關(guān)斷的FET的D-S終于承受了電壓!雖然是空載;但在這過程中發(fā)生了一系列的電壓電流變化,看圖解!

高邊FET導(dǎo)通后;向Cds2充電/Cds1放電,輸出達(dá)到正電源電壓。FET關(guān)斷時;由于電容無放電回路(Q2斷),電容電壓保持不變,Q1零壓管斷(無彌勒效應(yīng))。Q1關(guān)后;仍由于電容做用而不承受電壓。

 用正驅(qū)動脈沖開啟Q2,當(dāng)柵電壓達(dá)到門坎時;Q2開始通。Cds2短路放電;Cds1充電。顯然;Q2是硬開通。Q1此時開始實(shí)質(zhì)性承受電壓。由于Cdg1的充電;導(dǎo)致在Q1驅(qū)動?xùn)烹娮枭袭a(chǎn)生電壓。當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到門坎時;Q1/Q2瞬間發(fā)生上下直通

半個周期描述結(jié)束,在此思考下半個周期的工作過程。

低端的管子是硬開通軟關(guān)斷;高端皆然。這里引用網(wǎng)友helen閘的實(shí)測波形,供大家討論。注意:“ON”是;有明顯的彌勒效應(yīng)平臺,“OFF”時;沒有。(電源網(wǎng)原創(chuàng)轉(zhuǎn)載注明出處)

阻性負(fù)載:

大體和容性相當(dāng),只是半橋輸出在死區(qū)時間里;電壓是電源電壓的一般(如果同同樣的FET做的半、全橋的話)。

由于FET在關(guān)斷后;沒有承受所有電壓,F(xiàn)ET實(shí)際的彌勒效應(yīng)略微減小。看這圖:

現(xiàn)實(shí)負(fù)載中;除了電容/電感/電阻性負(fù)載外。還有一類負(fù)載;叫高分布參數(shù)負(fù)載。如大功率PFC/電機(jī)/PDP驅(qū)動等等。它們大體可以等效成這樣兩種拓樸(單級或多級鏈接)

當(dāng)你用方波驅(qū)動這樣的負(fù)載時;電壓或電流高/射頻分量會發(fā)生反射。地線上充滿梳裝噪音,在方波沿上;同時跳動著電流尖刺。驅(qū)動速度越高;間刺越大。(這和我們用不同阻抗同軸電纜連接電視;而產(chǎn)生重影是一個道理)如果拉開波型;可以發(fā)現(xiàn),第一個電流尖峰是最高且冒似正弦。這個現(xiàn)實(shí)的脈沖電流就是這個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的。

用示波器看。將探頭和地線夾短在一起時;測得的噪音;主要是共模分量。用探頭和地線夾夾在地線的不同部位測得的是差/共模噪音之和。用示波器看時;要求它有至少100M以上的帶寬。低于10M,大多數(shù)噪音將看不見,低于1M時;一切都干凈了本次主要想探討阻性/感性/容性/電流型負(fù)載對驅(qū)動的要求,與大家分享,請網(wǎng)友看看有何不足,先看一個圖吧,F(xiàn)ET的等效模型是:

 用它做成的半橋;就成了這樣的一個電路:

空載開關(guān)時;電路變成這兩個工作模式:

上圖是高邊開關(guān);低扁關(guān)斷狀態(tài)。下圖是低邊開關(guān);高邊關(guān)斷狀態(tài)。兩個狀態(tài)組成一完整開關(guān)周期。這個現(xiàn)象會導(dǎo)致半、全橋空載時發(fā)熱。它不僅發(fā)生在開路狀態(tài);而且還會發(fā)生在容性負(fù)載和硬開關(guān)電路里。適當(dāng)?shù)目刂?ldquo;開”的速度;防制上下之通是必要的。

高端FET開關(guān)狀態(tài)下;導(dǎo)通再關(guān)閉后,由于CDS1、CDS2的電容儲能,Q1關(guān)斷;輸出仍為+Vbus。此時;Q1柵電壓為0V,但是;Q1并沒因此而承受電壓。即Q1是零電壓關(guān)斷;關(guān)斷過程;柵電壓沒有平臺!沒有彌勒效應(yīng)區(qū)!經(jīng)過一段死區(qū)時間后;低端FET導(dǎo)通,此時此刻;高端早已關(guān)斷的FET的D-S終于承受了電壓!雖然是空載;但在這過程中發(fā)生了一系列的電壓電流變化,看圖解!

高邊FET導(dǎo)通后;向Cds2充電/Cds1放電,輸出達(dá)到正電源電壓。FET關(guān)斷時;由于電容無放電回路(Q2斷),電容電壓保持不變,Q1零壓管斷(無彌勒效應(yīng))。Q1關(guān)后;仍由于電容做用而不承受電壓。

 用正驅(qū)動脈沖開啟Q2,當(dāng)柵電壓達(dá)到門坎時;Q2開始通。Cds2短路放電;Cds1充電。顯然;Q2是硬開通。Q1此時開始實(shí)質(zhì)性承受電壓。由于Cdg1的充電;導(dǎo)致在Q1驅(qū)動?xùn)烹娮枭袭a(chǎn)生電壓。當(dāng)感應(yīng)電壓達(dá)到門坎時;Q1/Q2瞬間發(fā)生上下直通

半個周期描述結(jié)束,在此思考下半個周期的工作過程。

低端的管子是硬開通軟關(guān)斷;高端皆然。這里引用網(wǎng)友helen閘的實(shí)測波形,供大家討論。注意:“ON”是;有明顯的彌勒效應(yīng)平臺,“OFF”時;沒有。(電源網(wǎng)原創(chuàng)轉(zhuǎn)載注明出處)

阻性負(fù)載:

大體和容性相當(dāng),只是半橋輸出在死區(qū)時間里;電壓是電源電壓的一般(如果同同樣的FET做的半、全橋的話)。

由于FET在關(guān)斷后;沒有承受所有電壓,F(xiàn)ET實(shí)際的彌勒效應(yīng)略微減小。看這圖:

現(xiàn)實(shí)負(fù)載中;除了電容/電感/電阻性負(fù)載外。還有一類負(fù)載;叫高分布參數(shù)負(fù)載。如大功率PFC/電機(jī)/PDP驅(qū)動等等。它們大體可以等效成這樣兩種拓樸(單級或多級鏈接)

當(dāng)你用方波驅(qū)動這樣的負(fù)載時;電壓或電流高/射頻分量會發(fā)生反射。地線上充滿梳裝噪音,在方波沿上;同時跳動著電流尖刺。驅(qū)動速度越高;間刺越大。(這和我們用不同阻抗同軸電纜連接電視;而產(chǎn)生重影是一個道理)如果拉開波型;可以發(fā)現(xiàn),第一個電流尖峰是最高且冒似正弦。這個現(xiàn)實(shí)的脈沖電流就是這個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的。

用示波器看。將探頭和地線夾短在一起時;測得的噪音;主要是共模分量。用探頭和地線夾夾在地線的不同部位測得的是差/共模噪音之和。用示波器看時;要求它有至少100M以上的帶寬。低于10M,大多數(shù)噪音將看不見,低于1M時;一切都干凈了。

這時候;大體有三種選擇:

1)串低分布參數(shù)的電感,使分布電容的作用減到最小。

它對負(fù)載端的分布參數(shù)抑制有效;對FET自身寄生電容沒作用。

2)用低分布參數(shù)的元件做開關(guān),開的足夠快。快速開關(guān)后;連聯(lián)線都可以被等效成電感了。

效率提高了,元件要求高了,需要增加EMI/C網(wǎng)絡(luò)了。

3)開慢些;再慢些,所有寄生參數(shù)變的越來越無足輕重了。

犧牲了效率,提高了EMI/C品質(zhì)。

4)用軟開關(guān)拓樸

元件增加了;效率提高了;噪音下來了;成本提高了

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