高稳定输(shu)出VMOS续流导通控(kong)制电(dian)路 mos管怎么导通才(cai)是正(zheng)确(que)的
信息来(lai)源(yuan):本(ben)站 日期:2017-08-03
1.电(dian)路的基本原理
“同步”原本的含(han)义(yi)是整(zheng)流器件的开关(guan)与功率开关(guan)信号(hao)(方波)同步,与正(zheng)弦波的市电“同步”已(yi)经不是严格意(yi)义(yi)上的“同步”了(le)。
变压器T1是为了(le)降(jiang)压,因为只有(you)低(di)压才更能显示(shi)同步整流的(de)(de)优势,实际(ji)上,为了(le)使(shi)这个(ge)电路有(you)一定的(de)(de)实用(yong)性,就(jiu)图中(zhong)电路而言,电路的(de)(de)输(shu)出(chu)电压几(ji)乎(hu)已经达到极限了(le),要增加(jia)输(shu)出(chu)电压,这个(ge)电路就(jiu)需要增加(jia)一些元(yuan)件。15V的(de)(de)输(shu)出(chu)电压可以供给一台不错的(de)(de)D类功放了(le),巧(qiao)合(he)的(de)(de)是,D类功放也几(ji)乎(hu)尢一例外(wai)地采用(yong)了(le)VMOS为输(shu)出(chu)级。
变(bian)压器的输入端标出了(le)市电的零线(xian)(中性线(xian))与火线(xian)(相线(xian)),在(zai)此并没有区(qu)分的必(bi)要,只是(shi)为了(le)让初学者(zhe)养(yang)成一个良好的习惯(guan),在(zai)很(hen)多实(shi)际应用(yong)中,二(er)者(zhe)的区(qu)分是(shi)有必(bi)要的,而且(qie),这(zhei)(zhei)样的好习惯(guan)对安全也有重要的作用(yong),详细的原理这(zhei)(zhei)里就(jiu)不赘述了(le)。
变压器的次级绕组N4是给运放供电的,因为运放的耗电小,图中一片运放(包含两路运放)的耗电量不到5mA;因为工作频率很低,VMOS的驱动电压可以(yi)忽(hu)略(lve)不计。滤(lv)波(bo)电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)(C1、C2)的容(rong)(rong)(rong)量(liang)也不需要(yao)很大,为了(le)(le)简(jian)化(hua)电(dian)(dian)路(lu),图中采用(yong)了(le)(le)无(wu)极性(xing)电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong),以(yi)免(mian)搞错(cuo)极性(xing)。这两个电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)完全可以(yi)采用(yong)电(dian)(dian)解电(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong),但是(shi)安装的时(shi)候要(yao)注(zhu)意极性(xing)。这个电(dian)(dian)路(lu)可稍作一(yi)些(xie)变化(hua),如(ru)运放可以(yi)采用(yong)主绕组N2、N3供电(dian)(dian),只(zhi)是(shi)电(dian)(dian)路(lu)的形式要(yao)显得复杂一(yi)些(xie),本(ben)节(jie)就不推荐了(le)(le)。
主绕(rao)组(zu)N2、N3就是为(wei)用电(dian)电(dian)路供(gong)电(dian)的(de)(de)主绕(rao)组(zu),阴影部分除了C1、C2之外,相当(dang)于两个(ge)整(zheng)(zheng)流二极管,构(gou)成了全波(bo)(bo)(bo)整(zheng)(zheng)流电(dian)路,整(zheng)(zheng)流的(de)(de)输出(chu)经(jing)主滤波(bo)(bo)(bo)电(dian)容(rong)C3滤波(bo)(bo)(bo)后输出(chu),输出(chu)电(dian)流可以达到10A而(er)不需要为(wei)两个(ge)VMOS加独立的(de)(de)散热(re)器(qi)。当(dang)然,前(qian)提(ti)是电(dian)源变压(ya)器(qi)的(de)(de)功率容(rong)量要足够,主滤波(bo)(bo)(bo)电(dian)容(rong)的(de)(de)容(rong)量也要相应增加。
输出电流(liu)(liu)为5A时,两个(ge)充当“整流(liu)(liu)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)”的VMOS的压(ya)(ya)降(jiang)约为40mV,远比肖特基(ji)(ji)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)要低,而在整流(liu)(liu)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)中,肖特基(ji)(ji)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)的压(ya)(ya)降(jiang)算是最低了,也要300mV以(yi)上(shang)。普通(tong)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)和快恢复二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan),压(ya)(ya)降(jiang)一(yi)般都(dou)在600mV以(yi)上(shang)。就(jiu)开关速度而言,VMOS也与(yu)肖特基(ji)(ji)二(er)极(ji)(ji)管(guan)(guan)相(xiang)当。
用(yong)受控的(de)N沟道VMOS来充当整流二极管,基本原理(li)可以用(yong)图(tu)2.7来说(shuo)明。图(tu)中的(de)两(liang)个电池表(biao)示运放的(de)电源(yuan)。
受(shou)控的(de)(de)(de)(de)VMOS与它内部的(de)(de)(de)(de)体二极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)呈(cheng)并联关(guan)系,因为(wei)VMOS的(de)(de)(de)(de)导通电(dian)阻远低于休二极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan),因此实(shi)际起作用(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)受(shou)控的(de)(de)(de)(de)VMOS。这里(li)(li)需要注意的(de)(de)(de)(de)另一点是(shi),在我们常见的(de)(de)(de)(de)应用(yong)电(dian)路中,流(liu)过VMOS的(de)(de)(de)(de)电(dian)流(liu)方向一般是(shi)从漏极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)D到源极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)S(以(yi)N沟道(dao)为(wei)例),体二极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)管(guan)是(shi)在VMOS关(guan)断的(de)(de)(de)(de)时候起保护作用(yong)的(de)(de)(de)(de),电(dian)流(liu)方向与VMOS是(shi)相(xiang)反的(de)(de)(de)(de)。这里(li)(li)的(de)(de)(de)(de)应用(yong)恰恰是(shi)反其道(dao)而行之(zhi),二者的(de)(de)(de)(de)电(dian)流(liu)方向是(shi)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de),即VMOS中电(dian)流(liu)方向也(ye)是(shi)从源极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)s到漏极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)Do JFET的(de)(de)(de)(de)源极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和漏极(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可以(yi)互换,这几乎(hu)是(shi)众所周(zhou)知的(de)(de)(de)(de),MOSFET实(shi)际上也(ye)可以(yi),关(guan)键是(shi)看(kan)我们怎么用(yong)。
另一(yi)个关键问(wen)题是(shi)如何(he)实(shi)现(xian)“同步”,从图2.6我们就叮(ding)以(yi)感(gan)觉到,运放应该是(shi)控制VMOS进行“同步”的,实(shi)际上也(ye)正是(shi)如此:在市电变(bian)成(cheng)源极端(duan)为(wei)“正”,漏极端(duan)为(wei)“负(fu)”的时候,VMOS迅速(su)饱和导(dao)通;反(fan)之,则关闭。
标准的市电(dian)(dian)电(dian)(dian)压波(bo)形是对称(cheng)的正(zheng)弦(xian)波(bo),运放的功能就是检测市电(dian)(dian)的电(dian)(dian)压波(bo)形。在市电(dian)(dian)为(wei)正(zheng)半周的时候,)脚输出(chu)低(di)电(dian)(dian)平(ping),使(shi)图2.6中(zhong)的Q1关断;当市电(dian)(dian)为(wei)负半周的时候,l脚输出(chu)高电(dian)(dian)平(ping),使(shi)Q1迅速饱(bao)和(he)导通。
换言之,运放ICIA的(de)1脚(jiao)输出的(de)是土(tu)15V的(de)方(fang)波信(xin)号,信(xin)号的(de)变化规律与市电(dian)同(tong)步但是极性相反(fan);Q2的(de)控制特(te)性与Q1相反(fan),ICIB的(de)7脚(jiao)输出的(de)是与市电(dian)同(tong)步、极性也(ye)相同(tong)的(de)方(fang)波。
在(zai)图2.6中(zhong),由运放构成的这种电路也(ye)称为“过零(ling)检测(ce)”电路,电路原理可以用(yong)图2.8来说明。
用运放构(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)过(guo)零(ling)检测电路实(shi)际上(shang)是(shi)一个比较器(qi),图2.8中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)运放是(shi)常见的(de)(de)(de)(de)(de)双极(ji)性运放,即内部可(ke)(ke)以(yi)(yi)等(deng)效(xiao)为(wei)BJT构(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)运放,输入端需要下拉电阻R1,以(yi)(yi)免输入阻抗(kang)过(guo)高引(yin)起自激(ji),输出端需要有(you)上(shang)拉电阻R2,为(wei)输出端的(de)(de)(de)(de)(de)输出级电路提供(gong)偏(pian)置。图2.7所(suo)用的(de)(de)(de)(de)(de)TL072采(cai)用的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)JFET差分输入级,输出级为(wei)图腾柱电路,图2.8中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)两个电阻就(jiu)(jiu)可(ke)(ke)以(yi)(yi)省略了,这是(shi)我(wo)们采(cai)用TL072的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因。就(jiu)(jiu)图2.7中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)电路来(lai)说,本书第1章中(zhong)(zhong)提及(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)TL082也完全可(ke)(ke)以(yi)(yi)用,主要是(shi)看我(wo)们存做(zuo)实(shi)验时,手头(tou)有(you)什么。
比(bi)(bi)较(jiao)(jiao)器(qi)的(de)(de)(de)原(yuan)理也(ye)(ye)不复(fu)杂(za),运(yun)放之所(suo)以会(hui)有两个标有“+”、“-”的(de)(de)(de)输(shu)(shu)入端(duan)(duan),并(bing)不是(shi)(shi)二者有极(ji)性,而(er)是(shi)(shi)表(biao)示(shi)二者的(de)(de)(de)输(shu)(shu)入信号与(yu)输(shu)(shu);H信号的(de)(de)(de)相(xiang)位关系(xi),“+”(同相(xiang)输(shu)(shu)入端(duan)(duan))表(biao)示(shi)与(yu)输(shu)(shu)出端(duan)(duan)相(xiang)同,“一”则表(biao)示(shi)与(yu)输(shu)(shu)出端(duan)(duan)相(xiang)反。因此图2.8所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)电(dian)路也(ye)(ye)称(cheng)为(wei)“同相(xiang)比(bi)(bi)较(jiao)(jiao)器(qi)”,即输(shu)(shu)入、输(shu)(shu)出端(duan)(duan)的(de)(de)(de)波形(xing)是(shi)(shi)同相(xiang)的(de)(de)(de):输(shu)(shu)入端(duan)(duan)为(wei)正(zheng),输(shu)(shu)出端(duan)(duan)为(wei)正(zheng);反之亦(yi)然。图2,6中(zhong)的(de)(de)(de)比(bi)(bi)较(jiao)(jiao)器(qi)则是(shi)(shi)“反相(xiang)比(bi)(bi)较(jiao)(jiao)器(qi)”,即输(shu)(shu)入、输(shu)(shu)出端(duan)(duan)的(de)(de)(de)波形(xing)是(shi)(shi)反相(xiang)的(de)(de)(de):输(shu)(shu)入端(duan)(duan)为(wei)正(zheng),输(shu)(shu)出端(duan)(duan)为(wei)负;反之亦(yi)然。
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