Circuit ajokera MOSFET a Pakêta Mezin

Berî her tiştî, celeb û avahiyek MOSFET,MOSFETFET e (ya din JFET e), dikare di nav celebek zêdekirî an kêmbûyî, kanala P an kanala N-ê de bi tevahî çar celeb were çêkirin, lê serîlêdana rastîn tenê MOSFET-yên kanala N-ya pêşkeftî û MOSFET-yên kanala P-ya zêdekirî, ji ber vê yekê Bi gelemperî wekî NMOS an PMOS tête navandin van her du celeban vedibêje. Ji bo van her du celebên MOSFET-ên pêşkeftî, ya ku bi gelemperî tê bikar anîn NMOS e, sedem ev e ku berxwedana li ser piçûk piçûk e, û çêkirinê hêsan e. Ji ber vê yekê, NMOS bi gelemperî di serîlêdanên dabînkirina hêzê û ajokera motorê de tê bikar anîn.

Di danasîna jêrîn de, piraniya bûyeran ji hêla NMOS ve têne serdest kirin. kapasîteya parazît di navbera sê pinên MOSFET-ê de heye, taybetmendiyek ku ne hewce ye lê ji ber sînorên pêvajoya çêkirinê derdikeve. Hebûna kapasîteya parazît dîzaynkirin an hilbijartina çerxa ajokerê hinekî dijwar dike. Di navbera avjen û çavkaniyê de dîodek parazît heye. Ji vê re dioda laş tê gotin û di ajotina barkêşên înduktîf ên wekî motoran de girîng e. Bi awayê, dioda laş tenê di MOSFET-ên kesane de heye û bi gelemperî di hundurê çîpek IC-ê de tune.

MOSFETwindabûna lûleyê biguhezîne, gelo ew NMOS be an PMOS be, piştî ku guheztina berxwedana li ser-berxwedanê hebe, ji ber vê yekê ku niha dê di vê berxwedanê de enerjiyê bixwe, ji vê beşa enerjiya ku tê xerckirin jê re windakirina rêgirtinê tê gotin. Hilbijartina MOSFET-ên bi berxwedana kêm kêm dê windabûna berxwedanê kêm bike. Di roja îroyîn de, berxwedana li ser MOSFET-ên kêm-hêza bi gelemperî li dor bi dehan milyohm e, û çend mîlyohms jî hene. Dema ku MOSFET têne girtin û girtin divê di yek gavê de neqede. Pêvajoyek kêmkirina voltaja heye. du dawiya MOSFET-ê, û pêvajoyek zêdekirina herikîna ku tê de diherike heye. Di vê heyamê de, winda ya MOSFET-an berhema voltajê û niha ye, ku jê re windabûna guheztinê tê gotin. Bi gelemperî windabûna veguheztinê ji windabûna guheztinê pir mezintir e, û frekansa veguheztinê her ku zûtir be, windabûn ew qas mezintir e. Berhema voltaj û herikê di tavilê de pir mezin e, di encamê de windahiyên mezin çêdibe. Kurtkirina dema guheztinê windahiyê di her rêvekirinê de kêm dike; kêmkirina frekansa veguheztinê hejmara guheztan di yekîneya demê de kêm dike. Van her du nêzîkatiyan windahiyên veguherînê kêm dikin.

Li gorî transîstorên bipolar, bi gelemperî tê bawer kirin ku ji bo çêkirina a-ê tîrêjek hewce nakeMOSFETreftar, heya ku voltaja GS li ser nirxek diyar be. Ev hêsan e ku meriv bike, di heman demê de, em jî bilez hewce ne. Wekî ku hûn di avahiya MOSFET-ê de dibînin, di navbera GS, GD de kapasîteyek parazît heye, û ajotina MOSFET-ê, bi rastî, barkirin û daxistina kapasîteyê ye. Barkirina kondensatorê herikînek hewce dike, ji ber ku şarjkirina kondensatorê tavilê dikare wekî pêvekek kurt were dîtin, ji ber vê yekê dê heyama tavilê bilindtir bibe. Yekem tiştê ku meriv bala xwe dide dema hilbijartî / sêwirana ajokerek MOSFET-ê mezinahiya tîrêja kurteya tavilê ya ku dikare were peyda kirin e.

Tişta duyemîn ku divê were destnîşan kirin ev e ku, bi gelemperî di NMOS-ya ajokera bilind de tê bikar anîn, pêdivî ye ku voltaja dergehê-dem ji voltaja çavkaniyê mezintir be. MOSFET-a ajokera bilind li ser voltaja çavkaniyê û voltaja rijandinê (VCC) yek e, ji ber vê yekê voltaja dergehê ji VCC 4V an 10V. heke di heman pergalê de, ji bo ku voltaja ji VCC mezintir bistînin, pêdivî ye ku em di çerxa zêdekirinê de pispor bibin. Gelek ajokarên motorê pompeyên barkirinê yên yekbûyî hene, girîng e ku hûn bala xwe bidinê ku hûn kapasîteya derveyî ya guncan hilbijêrin da ku têra tîrêja kurt-kurtê bistînin da ku MOSFET bişopînin. 4V an 10V MOSFET-a ku bi gelemperî li ser voltaja tê bikar anîn e, sêwirana bê guman, hûn hewce ne ku marjînek diyar hebe. Çiqas voltaja bilind be, leza ser-dewletê zûtir û berxwedana ser-dewletê jî kêmtir dibe. Naha MOSFET-ên voltaja ser-dewletê yên piçûktir jî hene ku di warên cihêreng de têne bikar anîn, lê di pergala elektronîkî ya otomotîvê ya 12V de, bi gelemperî 4V-dewlet bes e. Taybetmendiya herî berbiçav a MOSFET-ê taybetmendiyên guheztinê yên baş e, ji ber vê yekê ew bi gelemperî di navgîniyê de tê bikar anîn. hewcedariya dorhêlên veguheztina elektronîkî, wekî veguheztina dabînkirina hêzê û ajotina motorê, lê di heman demê de ronîkirina ronahiyê jî heye. Birêvebirin tê vê wateyê ku wekî guhêrbar tevdigere, ku bi girtina guheztinê re wekhev e. Taybetmendiyên NMOS-ê, Vgs ji nirxek diyarkirî mezintir dê bimeşîne, ji bo karanîna di doza dema ku çavkanî zexm be (ajoka kêm-end), heya ku dergeh be. voltaja 4V an taybetmendiyên 10V.PMOS, Vgs kêmtir ji nirxek diyarkirî, dê ji bo karanîna di doza dema ku çavkanî bi VCC ve girêdayî ye (ajoka bilind-end) ve girêdayî ye. Lêbelê, her çend PMOS dikare bi hêsanî wekî ajokerek dawiya bilind were bikar anîn, NMOS bi gelemperî di ajokarên dawiya bilind de ji ber berxwedana mezin, bihayê bilind, û çend celebên veguheztinê tê bikar anîn.

Naha MOSFET sepanên voltaja nizm diajo, dema karanîna dabînkirina hêzê ya 5V, vê carê heke hûn strûktûra pola totem a kevneşopî bikar bînin, ji ber transîstor bi qasî 0.7V daketina voltaja be, di encamê de dawiya rastîn li deriyê li ser tê zêde kirin. voltaja tenê 4,3 V e. Di vê demê de, em voltaja deriyê 4,5 V ya MOSFET-ê li ser hebûna hin hin hildibijêrin. rîskên. Heman pirsgirêk di karanîna 3V an jî carinan dabînkirina hêzê ya kêm-voltaja de pêk tê. Voltaja dualî di hin dorhêlên kontrolê de tê bikar anîn ku beşa mantiqê voltaja dîjîtal a tîpîk 5V an 3.3V bikar tîne û beşa hêzê 12V an jî hêj bêtir bikar tîne. Du voltaj bi karanîna zemînek hevpar ve girêdayî ye. Ev pêdiviyek bi karanîna çerxek ku dihêle ku aliyê voltaja nizim bi bandor MOSFET-ê li aliyê voltaja bilind kontrol bike, dema ku MOSFET li aliyê voltaja bilind dê bi heman pirsgirêkên ku di 1 û 2-an de hatine destnîşan kirin re rû bi rû bimîne. Di her sê rewşan de, Struktura pola totem nikare hewcedariyên derketinê bicîh bîne, û gelek IC-yên ajokerê MOSFET-ê yên ji-rafîkê ne dixuye ku avahiyek sînordar a voltaja dergehê tê de tune. Voltaja têketinê ne nirxek sabît e, ew bi dem an faktorên din re diguhere. Ev guheztin dibe sedem ku voltaja ajotinê ku ji hêla pêla PWM ve ji MOSFET re tê peyda kirin bêîstîkrar be. Ji bo ku MOSFET ji voltaja dergehê bilind ewle bibe, gelek MOSFET xwedan regulatorên voltajê ne ku bi zorê mezinahiya voltaja dergehê sînordar bikin.

Di vê rewşê de, gava ku voltaja ajotinê ya ku tê peyda kirin ji voltaja regulatorê zêdetir dibe, ew ê bibe sedema xerckirinek mezin a hêzek statîk Di heman demê de, heke hûn bi tenê prensîba dabeşkera voltaja berxwedanê bikar bînin da ku voltaja dergehê kêm bikin, dê bi nisbetî hebe. voltaja têketina bilind, MOSFET baş dixebite, dema ku voltaja dergehê têrê nake ku bibe sedema voltaja têketinê kêm dibe gihandina têra xwe têr nake, bi vî rengî xerckirina hêzê zêde dike.

Li vir dorhêla nisbeten hevpar tenê ji bo dorhêla ajokera NMOS-ê ku analîzek hêsan bike: Vl û Vh bi rêzdarî dabînkirina hêzê ya nizm û paşîn in, her du voltaj dikarin yek bin, lê divê Vl ji Vh derbas nebe. Q1 û Q2 stûnek totem a berevajîkirî ava dikin, ku ji bo bidestxistina îzolasyonê tê bikar anîn, û di heman demê de ji bo ku her du lûleyên ajoker Q3 û Q4 di heman demê de neyên li ser hev têne bikar anîn. R2 û R3 referansa voltaja PWM peyda dikin, û bi guheztina vê referansê, hûn dikarin çerxerê baş bixebitin, û voltaja dergehê ne bes e ku bibe sedema guheztinek bêkêmasî, bi vî rengî xerckirina hêzê zêde dike. R2 û R3 referansa voltaja PWM peyda dikin, bi guheztina vê referansê, hûn dikarin bihêlin ku çerxa di forma pêla nîşana PWM-ê de bi pozîsyona berbiçav û rasterast bixebite. Q3 û Q4 ji bo peydakirina herikîna ajotinê têne bikar anîn, ji ber dema-demê, Q3 û Q4 bi Vh û GND-ê ve girêdayî tenê kêmek voltaja Vce ne, ev daketina voltajê bi gelemperî tenê 0.3V an wusa ye, pir kêmtir e. ji 0,7V Vce R5 û R6 ji bo nimûneya voltaja dergehê berxwedêrên vegerê ne, piştî nimûneya voltaja, voltaja dergehê ji bo voltaja dergehê wekî bertekek bertek tê bikar anîn, û voltaja nimûneyê ji voltaja dergehê re tê bikar anîn. R5 û R6 berxwedêrên vegerê ne ku ji bo nimûneya voltaja dergehê têne bikar anîn, ku dûv re di Q5 re derbas dibe da ku li ser bingehên Q1 û Q2 bertekek neyînî ya bihêz biafirîne, bi vî rengî voltaja derî bi nirxek bêdawî ve sînordar dike. Ev nirx dikare ji hêla R5 û R6 ve were sererast kirin. Di dawiyê de, R1 sînorkirina niha ya bingehîn ji Q3 û Q4 re peyda dike, û R4 ji MOSFET-an re sînorkirina heyama dergehê peyda dike, ku ew sînorkirina Qeşaya Q3Q4 ye. Ger hewce be, kapasîtorek lezkirinê dikare li jor R4 paralel were girêdan.                                         

Dema sêwirana cîhazên portable û hilberên bêtêl, baştirkirina performansa hilberê û dirêjkirina dema xebitandina pîlê du mijarên ku sêwiraner hewce ne ku bi wan re rû bi rû bimînin. Veguhezerên DC-DC xwedî avantajên karîgeriya bilind, kaniya hilberana bilind û herika bêdeng a kêm in, ku ji bo hêzkirina portable pir maqûl in. cîhazên.

Veguhezerên DC-DC xwedan avantajên karîgeriya bilind, heyama hilberana bilind û herika bêdeng a kêm in, ku ji bo hêzkirina amûrên portable pir maqûl in. Heya nuha, meylên sereke yên di pêşkeftina teknolojiya sêwirana veguhezerê DC-DC de ev in: teknolojiya frekansa bilind: bi zêdebûna frekansa veguheztinê re, mezinahiya veguherînerê veguheztinê jî kêm dibe, dendika hêzê bi girîngî zêde bûye, û dînamîk. bersiv baştir bûye. Biçûk

Frekansa guheztina veguherînerê DC-DC-a hêzê dê bigihîje asta megahertz. Teknolojiya voltaja hilberîna kêm: Bi pêşveçûna domdar a teknolojiya hilberîna nîvconductor re, mîkroprosesor û alavên elektronîkî yên portable voltaja xebitandinê her ku diçe kêmtir û kêmtir dibe, ku pêdivî ye ku veguherînerê DC-DC-ê pêşerojê dikare voltaja hilberîna kêm peyda bike da ku bi mîkroprosesor û alavên elektronîkî yên portable re biguncîne. pêdivî ye ku veguherîner DC-DC ya pêşerojê dikare voltaja hilberanê ya kêm peyda bike da ku bi mîkroprosesorê re adapte bibe.

Têra ku voltaja hilberanê ya kêm peyda bike da ku bi mîkroprosesor û alavên elektronîkî yên portable re were adaptekirin. Van pêşkeftinên teknolojîk ji bo sêwirana çîpên dabînkirina hêzê hewcedariyên bilindtir derdixin pêş. Berî her tiştî, bi zêdebûna frekansa veguheztinê re, performansa pêkhateyên guheztinê pêş de tê

Pêdiviyên bilind ji bo performansa hêmana veguheztinê, û pêdivî ye ku çerxa ajotinê ya hêmana veguheztinê ya têkildar hebe da ku pê ewle bibe ku hêmana veguheztinê di frekansa veguheztinê de heya asta megahertz a xebata normal be. Ya duyemîn, ji bo amûrên elektronîkî yên portable ên ku bi battêrî ve têne xebitandin, voltaja xebitandinê ya çerxê kêm e (mînakî, di mijara bataryayên lîtiumê de).

Pîlên lîtium, wek nimûne, voltaja xebitandinê ya 2.5 ~ 3.6V), ji ber vê yekê çîpê dabînkirina hêzê ji bo voltaja jêrîn.

MOSFET xwedan berxwedanek pir kêm, xerckirina enerjiyê ya hindik e, di çîpa DC-DC-a-berbiçav a niha ya populer de MOSFET-ê wekî guhezkarek hêzê zêdetir e. Lêbelê, ji ber kapasîteya mezin a parazît a MOSFET. Ev ji bo sêwirana veguhezkerên DC-DC-ê yên frekansa xebitandinê ya bilind hewcedariyên sêwirana çerxên ajokera lûleya guheztinê dixe. Di sêwirana ULSI ya voltaja nizm de çerxên mantiqê yên CMOS, BiCMOS yên cihêreng hene ku strukturên bootstrap û şebekeyên ajokerê yên bootstrap bikar tînin. Van dorhêl dikarin di bin şert û mercên dabînkirina voltaja kêmtir ji 1V de bi rêkûpêk bixebitin, û dikarin di bin şert û mercên kapasîteya barkirinê de bixebitin. Frekansa 1 ~ 2pF dikare bigihîje bi dehan megabit an jî bi sedan megahertz. Di vê gotarê de, çerxa bootstrap bootstrap ji bo sêwirana kapasîteya ajokera kapasîteya barkirinê ya mezin, ku ji bo voltaja nizm, guheztina bilind a frekansa veguheztinê ya DC-DC-ya ajokera ajokerê maqûl e, tê bikar anîn. Voltaja nizm û PWM ji bo ajotina MOSFET-ên dawiya bilind. îşareta PWM ya bi amplituda piçûk a ku hewcedariyên voltaja dergehê bilind ên MOSFET-an dimeşîne.