Afin d'améliorer l'efficacité et la densité de puissance de la puissance, en particulier pour des applications à faible tension de sortie, le redressement synchrone est indispensable.
Figure 1-1 perte de diode de sortie flyback
par exemple la figure puissance de roue libre sur si diode de sortie Vf = 0,7 V, la tension de sortie Vout = 3V efficacité est non supérieure à 3 / (3 + 0,7) = 81%.
Afin d'améliorer l'efficacité utilisera généralement une faible chute de tension de la diode Schottky, la diode Schottky par rapport au redresseur synchrone peut être utilisé pour améliorer encore l'efficacité.
Comparatif Figure 1-2 diodes ordinaires, des diodes Schottky et le redressement synchrone
commande de redresseur synchrone auto-commandé environ, sur la base de la tension drain-source, l'équilibre de volt-seconde et la commande adaptative en fonction de plusieurs, chaque méthode a ses propres avantages et inconvénients de contrôle.
Volt-deuxième méthode de contrôle de l'équilibre est surtout quand il y a des problèmes dans le déséquilibre du mode CCM et dynamique V-deuxième, ici est prêt à discuter et résoudre ces problèmes et essayer de bricolage un redresseur synchrone basé sur le principe de V-deuxième circuit de contrôle de l'équilibre.
Pour isoler le premier redressement synchrone de roue libre pour discuter des objectifs, l'inductance flyback est le transformateur lui-même forme d'onde caractéristiques sont les suivantes:
. La figure 1-3 diode de retour de la borne de sortie + Vf de la forme d'onde
Paramètres de simulation
rapport de transformation de transformateur n = 6,5: 1
tension d'entrée 100V
tension de sortie de 12 V
tension diode goutte 0.7V
fréquence de commutation de 60 kHz
Vf + la forme d'onde de sortie de forme d'onde ci-dessus est une anode de la diode Figure 1:
la fin du temps Ton, la pince de tension de sortie Vf + = 12 + 0,7 = 12.7V
temps Toff la tension d'entrée convertie par le transformateur sur le côté secondaire du Vf + = - 100 / 6,5 = -15.38V (division de tension due à l'inductance de fuite de la simulation réelle est -14.92V)
Cette approximation Vf + reflète l'évolution de la tension aux bornes de l'inductance, cette tension peut donc être utilisé pour construire l'état actuel du volt-seconde équilibre et la simulation, afin d'obtenir un courant prédéterminé.
courant inducteur analogique peut être réalisé avec un circuit d'intégration, le circuit d'intégration peut aussi lisser les ondes de choc à haute fréquence, améliorer l'immunité au bruit du circuit, où un simple circuit RC pour implémenter la fonction d'intégration.
Les figures 1-4 à réaliser l'inductance avec le circuit analogique de courant d'intégration RC
Le modèle a été validé par les résultats de la simulation de l'inducteur de circuit d'intégration RC décrit ci-dessus en cours:
Inductance courant et le graphique de comparaison de courant de bobine d'inductance analogique 1-5
Figures 1-5 courant d'inductance analogique et le miroir de courant d'inducteur effectif et il existe une relation entre le décalage de courant continu, le décalage de courant continu est presque aucun effet sur le volt-seconde application d'équilibrage, après le processus de corrélation peut être simulé courant d'inductance que nous avons utilisé pour ouvrir par un retard prédéterminés et d'arrêt précoce.
le courant de l'inductance de la figure du signal AC 1-5 est une sorte d'image, le procédé jusqu'à une certaine difficulté, de sorte que le circuit d'intégration est convertie en une autre forme.
interrupteur redresseur synchrone est actionné étage temporel nS, le circuit de commande ne pas utiliser un amplificateur opérationnel, des comparateurs à grande vitesse ne sont, mise en miroir figure en tant que résistances intégrées, les condensateurs peuvent être interchangés. Cependant, après cette opération, le point de référence devient Vout, serré par diode D5.
En plus de la mise en place initiale du redresseur synchrone côté bas, ce disque sera plus simple, mais le mode commun du bruit EMI sera pire.
Qr redresseur synchrone engendre un signal de commande de l'état d'équilibre peut être divisé en deux parties suivantes:
Delay On
. La figure 1-6 RC circuit intégrateur 2
cathode VF- de l'extrémité de sortie de la diode sur les Fig. 1 à 6 et le signal primaire est un signal de commande MOS approximativement synchronisé Q.
Fig. 1-7 diode de sortie de signal cathode Vf-
VF- pour augmenter le signal de référence est un petit retard (temps mort) peut être obtenu signal de retard Qr ouvert.
avant fermé
Cela se fait en comparant le courant dans l'inductance analogique et le signal de sortie Vout fonction de signalisation V_inductor signal de synchronisation de l'avance.
Un système intégré, deux deux signaux de transmission synchrone Qr dérivé mode de CCM à l'état stable comme suit:
1-8 CCM mode de régime permanent et un circuit de génération de signal Qr de la Fig.
Lorsque l'inducteur de forme d'onde de courant est un choc motif discontinu, ajuster les paramètres de résistance du circuit peuvent être résolus.
Figure 1-9 DCM signal de mode d'état stable Qr
Secondes volt dynamique « asymétrique », pour cette méthode de contrôle basé sur un équilibre de volts secondes pour savoir comment l'améliorer?
équilibre flyback volt-seconde formule: Uin * Ton / Lm = Uo * Toff / Lm
Après simplifié: Uin * Don = Uo * Doff
déduit: Uin = Uo * Don / (1-Don) (dans le mode de CCM ou BCM)
Lorsque la puissance juste sous tension, la tension zéro sortie Uo est progressivement augmentée à la valeur de tension de consigne, le procédé pour maintenir le volt-seconde balance temps Toff sera plus grand que le cycle de commutation, le mode de commande de fréquence fixe pour cela ne peut pas être atteint donc à ce stade ne peut pas répondre à la balance volt-seconde.
Figure 2-1 secondes volt forme d'onde de déséquilibre de puissance
Etant donné que le volt-seconde figure de déséquilibre ci-dessus, en haute courant de l'inductance de l'état d'équilibre (limitant le circuit de traitement doit faire), le courant d'inducteur analogique est au-delà de la portée de n_vo signal, un signal de synchronisation Qr emballement. FIG. La table de signal d'opération Tsr avec le signal de phase Q Qr est utilisé pour vérifier si le signal de synchronisation primaire et tourné en même temps, le signal doit être normalement tsr fixés au niveau bas.
Pour parvenir à des circonstances « pour répondre à la » balance volt-seconde a été créé, il y a deux façons selon volt-seconde équation d'équilibre:
Méthode 1 sur une période de commutation de bruit
Ce procédé est le signal d'injonction Q + Qr mode de réalisation particulier, le procédé est un signal Q (le signal effectivement Vf-) T période de déclenchement du circuit de temporisation en tant que côté secondaire du signal de synchronisation hors du MOS, et cette méthode est seulement essentiel pour le continu le mode ne sont pas affectés en mode discontinu. Une protection supplémentaire soustension, les résultats de la simulation sont les suivants:
Procédé cycle de formes d'ondes 2-2-1 dynamiques de début et
Effectuer une méthode de simulation en fonction du cycle au démarrage, à faible charge à la pleine charge ou charge légère à pleine charge dans le cas où le processus n'a pas eu lieu par la conduction simultanée (signal au niveau bas TSR).
Fait du cercle 1 et le cercle de la figure 2 agrandie comme suit:
2-2-2 charge légère de procédé cycle complet de charge mutant vue agrandie
La figure 2-2-3 charge légère de procédé cycle complet de charge mutant vue agrandie
A partir des résultats de la simulation, le procédé peut être résolu dans une période de mode continu, le problème du contrôle synchrone de rectification de grandes charges dynamiques. Toutefois, il existe la méthode de cycle de limites, il est nécessaire de régler avec précision la fréquence de fonctionnement du redresseur synchrone en fonction de la fréquence de fonctionnement de l'interrupteur principal ne peut pas être utilisé en mode de fréquence ou inférieure à la performance optimale.
Méthode 2 sur la tension de sortie de bruit
Compte tenu des limites des cycles de procédé, la tension de sortie Uo une force fournie pour résoudre le problème du déséquilibre dynamique volt-seconde.
Pratique pour un moment trouver une forme de circuit plus simple:
circuit de la figure 2-3 méthode Vout
Les résultats de la simulation sont les suivants:
. La figure 2-4 méthode de simulation signal Vout
Ce procédé est relativement simple circuit peut être réalisé avec quatre comparateur à grande vitesse, qui est une des boucles d'hystérésis de schéma de principe, le circuit est également ajouté aux retards respectifs.
Nous avons trouvé plusieurs problèmes lors de faire test extrême de cette méthode Vout, dont une est l'existence d'une oscillation harmonique cachée Vout de cette loi.
Lorsque la résistance d'échantillonnage de courant du côté primaire R = 0,3 chercher le circuit fonctionne correctement, une forme d'onde de la manière suivante:
forme d'onde normale figure 3-1 R = 0,3
Lorsqu'ils sont pris take résistance d'échantillonnage R = 0,1 oscillation sous-harmonique se produit.
La figure 3-2 R = 0,1 onde de vibration harmonique
oscillation harmonique ici le mode actuel (CCM, Don > 0,5) flyback légèrement différente, l'énergie d'entrée à la transmission de sortie cycle précédent, après un cycle de la sortie pour le transfert d'énergie d'entrée (pente actuelle est déterminée par l'inductance de fuite secondaire), par ailleurs similaire. la tension de sortie de 12 V est inférieur au temps de prise d'apparition d'une oscillation harmonique.
L'élimination de l'oscillation harmonique ou si on peut ajouter cycle de service de compensation de pente Don <0,5,. La figure 3-2 est trop faible pour compenser la compensation de pente ajoutée. Figure 3-1 limite maximale du cycle de service est Donmax = 0,8, mais l'oscillation harmonique ne se produit pas, alors quelle oscillation harmonique état critique est-il?
Le problème d'oscillation harmonique mentionnée ci-dessus est causée par la simulation, Vcont a le mauvais retard du signal. Rapport de transformation n = 6,5: 1, pendant le cycle normal de fonctionnement devoir Don = * 126,5 / (12 + 6,5 * 100) = 0,438 ne disposent pas de l'état de choc harmonique se produit.
La figure forme d'onde normale 3-3 R = 0,1
. La figure 3.3 le signal de compensation de pente ajouté Vcont, normal sans également possible.
