PCB 기술 - PFC 회로 설계에서 그리드 드라이브의 용도

패시브 PFC 회로를 만들기 위해서는 콘덴서와 인덕터와 같은 패시브 컴포넌트를 사용하여 전류 전도 각도를 늘리고 펄스를 부드럽게 하여 전류의 고조파 왜곡을 줄일 필요가 있습니다.이 방법은 간단하고 신뢰할 수 있지만 출력이 높을 때 소스 없는 부품의 크기와 비용이 큰 문제가 될 수 있습니다.패시브 PFC 설계를 통해 얻은 PF(공률 계수)는 0.9에 불과하며 주파수, 부하 변화 및 입력 전압의 영향을 받습니다.

서로 다른 토폴로지 구조는 승압 PFC(기존 PFC라고도 함), 이중 승압 브리지 없는 PFC, 토템 기둥 브리지 없는 PFCC와 같은 능동 PFC 회로를 구현하는 데 사용될 수 있습니다. 각 토폴로지 구조는 서로 다른 수의 능동 구성 요소를 포함하고 있으며, 그 자체의 장점과 단점을 가지고 있습니다.PFC를 설계할 때는 각 토폴로지의 효율과 정격 전력을 고려해야 합니다.

그런 다음 사용할 컨트롤러 유형을 결정합니다.그러나 많은 설계자가 간과하는 부분은 컨트롤러 스위치 FET에 연결된 그리드 드라이브입니다.그리드 드라이브는 너무 일반적이어서 주의할 필요가 없지만 시스템 성능에서 중요한 역할을 합니다.

게이트 드라이브는 본질적으로 최소한의 스위치 손실을 사용하여 논리 신호를 고전류 및 고전압 신호로 증가시켜 MOSFET 또는 IGBT를 빠르게 전달하고 마감하는 증폭기입니다.맥주와 관련된 것과 유사하게, 출력 스위치 MOSFET 또는 IGBT는 맥주 수도꼭지의 손잡이와 같고, 문 드라이브는 바텐더의 손 근육과 같으며, 컨트롤러는 바텐더의 뇌와 같다.바텐더의 기술과 수도꼭지 손잡이의 질은 유리잔에 있는 맥주의 실제 양에 영향을 줄 것이다.

PFC 회로에서 격자선 드라이브는 전류를 조정하기 위해 승압 레벨의 트랜지스터를 전환하여 전류가 정현파 전압과 동일한 위상을 유지하도록 합니다.그리드 드라이브는 PFC 회로의 성능에 어떤 영향을 미칩니까?여러 매개변수와 함수가 중요한 역할을 합니다.

구동 전류.

모든 응용 프로그램에 강한 전류 구동이 필요한 것은 아니지만 (큰 순간 전류는 전자기 간섭 (EMI) 문제를 일으킬 수 있습니다.) 더 높은 출력의 응용 프로그램은 여러 필드 효과 트랜지스터 (FET) 를 동시에 구동하기 위해 더 강한 전류 구동이 필요할 것입니다.따라서 고구동 전류는 광범위한 전력 응용에 유연성을 제공한다.

스위치 특성.

전파 지연, 지연 일치 및 신호 상승 및 하강 시간을 포함합니다.전환 시간은 전원 스위치의 속도에 큰 영향을 미쳐 제어를 더욱 예측 가능하고 정확하게 할 수 있습니다.짧은 대기 시간 정합은 장애 위험을 줄이고 설계를 용이하게 합니다.

연결 기능.

상호 잠금 기능이라고도 하는 격침 보호는 일부 반교 또는 전교 회로를 사용하는 응용에서 매우 중요하다.토템 기둥 PFC에서는 두 개의 전원 스위치(고측 FET 및 저측 FET)가 번갈아 연결되고 종료됩니다. 두 개의 스위치가 동시에 연결되면 두 개의 FET로 전류가 흐르며 시스템이 손상될 수 있습니다.상호 잠금 기능은 침입을 방지하고 두 FET를 닫고 짧은 시간 내에 둘 중 하나를 열 수 있습니다.텍사스 인스트루먼트의'Gan FET 기반 CCM Totem Pole Bridgeless PFC'전원 설계 세미나 논문에 따르면, 이 설계는 실리콘 MOSFET 2개와 질화갈륨(Gan) 고전자 이동률 트랜지스터(HEMT)를 사용하여 전도 손실을 줄인다.드라이브 2개 필요: 기존 실리콘 MOSFET를 구동하는 하프브리지 드라이브와 GaN 트랜지스터를 구동하는 하프브리지 드라이브.TI의 600V LMG3410 GaN 전력 수준은 브리지 드라이브와 GaN 트랜지스터를 하나의 패키지로 통합하여 전력 소비량을 더욱 줄이고 EMI를 개선합니다.실리콘 FET를 구동하기 위해 상호 잠금 기능을 갖춘 브리지 드라이브는 설계의 신뢰성을 향상시킵니다.

갈수록 많은 국가의 법규가 더욱 높은 효률을 요구함에 따라 PFC는 갈수록 많은 응용에 사용되게 된다.토폴로지 구조와 구성 요소를 현명하게 선택하면 PFC의 효율성을 높이고 요구 사항을 충족할 수 있습니다.대문 운전사와 바텐더의 양손 근육을 잊지 마라.

그리드 드라이브의 중요성은 이제 이해되었지만 뇌는 PFC 회로 설계에서 더 중요한 역할을 합니다.