Teknik PCB - Apa gunanya pemacu gerbang dalam desain sirkuit PFC

Untuk mencipta sirkuit PFC pasif, perlu menggunakan komponen pasif seperti kondensator dan induktor untuk meningkatkan sudut kondukti semasa dan meluncurkan denyutan untuk mengurangkan penyelesaian harmonik semasa. Kaedah ini mudah dan boleh dipercayai, tetapi apabila kuasa yang tinggi, saiz dan kos komponen pasif akan menjadi masalah besar. Faktor kuasa (PF) yang diperoleh oleh rancangan PFC pasif hanya boleh mencapai 0.9, dan ia akan dipengaruhi oleh frekuensi, perubahan muatan dan tekanan input.

Topologi berbeza boleh digunakan untuk melaksanakan litar PFC aktif, seperti boost PFC (juga dikenali sebagai PFC tradisional), dual boost bridgeless PFC,dan totem pole bridgeless PFC. Setiap topologi mengandungi bilangan komponen aktif yang berbeza dan mempunyai keuntungan dan kelemahan sendiri. Apabila merancang PFC,and a patut pertimbangkan penilaian efisiensi dan kuasa setiap topologi,

dan kemudian memutuskan jenis pengendali yang mana untuk digunakan. Bagaimanapun, bahagian yang banyak desainer mengabaikan adalah pemacu pintu yang disambungkan dengan pemacu yang menukar FET. Pemacu gerbang terlalu umum untuk diperhatikan, tetapi pemacu gerbang bermain peran penting dalam prestasi sistem.

Pemacu gerbang pada dasarnya adalah penyembah yang menggunakan kerugian paling sedikit menukar untuk meningkatkan isyarat logik kepada isyarat semasa tinggi dan tegangan tinggi untuk mematikan dan mematikan MOSFET atau IGBT dengan cepat. Sama seperti dengan perkara-perkara berkaitan dengan bir, tombol kuasa MOSFET atau IGBT adalah seperti pengendali faset bir, pemacu pintu adalah seperti otot tangan bartender, dan pengawal adalah seperti otak bartender. Kekuatan bartender dan kualiti kendali tap akan mempengaruhi jumlah bir yang sebenar yang boleh diperoleh dalam kaca.

Dalam litar PFC, pemacu pintu menukar transistor dalam tahap penolakan untuk menyesuaikan semasa, memaksa semasa untuk menjaga fasa yang sama dengan voltaj gelombang sinus. Jadi, bagaimana pemandu gerbang mempengaruhi prestasi sirkuit PFC? Beberapa parameter dan fungsi bermain peran penting:

Pandu arus.

Walaupun tidak setiap aplikasi memerlukan pemacu semasa yang kuat (kuasa semasa besar boleh menyebabkan gangguan elektromagnetik (EMI), aplikasi kuasa yang lebih tinggi memerlukan pemacu semasa yang lebih kuat untuk simultan memandu transistor kesan medan berbilang (FET). Oleh itu, semasa pemacu tinggi menyediakan fleksibiliti untuk julat luas aplikasi kuasa.

Tukar ciri-ciri.

Termasuk perlahan pendaraban, perlahan sepadan, dan masa isyarat naik dan jatuh. Masa penukaran akan mempengaruhi kelajuan penukar kuasa, membuat kawalan lebih terduga dan tepat. Penyesuaian lambat pendek juga mengurangi risiko kerosakan dan menjadikan rancangan lebih mudah.

Fungsi interlock.

Perlindungan pecahan, juga dikenali sebagai fungsi interlock, sangat penting dalam beberapa aplikasi yang menggunakan sirkuit separuh jambatan atau sirkuit penuh jambatan. Dalam PFC tiang totem, dua penyunting kuasa (FET sisi tinggi dan FET sisi rendah) secara alternatif menyalakan dan dimatikan. Jika kedua penyunting menyalakan pada masa yang sama, arus akan mengalir melalui dua FET, yang mungkin merusak sistem. Fungsi interlock boleh mencegah kerosakan, mematikan kedua-dua FET, dan menyalakan salah satu daripada mereka dalam masa singkat. Seperti yang diterangkan dalam Texas Instruments â™ "GaN FET-based CCM Totem Pole Bridgeless PFC" kertas seminar bekalan kuasa, rancangan ini menggunakan dua silicon MOSFET dan dua gallium nitride (GaN) high electron mobility transistors (HEMT) untuk mengurangi kehilangan kondukti. Dua pemandu diperlukan: satu pemandu setengah jambatan memandu silikon MOSFET konvensional, dan pemandu setengah jambatan lain memandu transistor GaN. Tahap kuasa TI 600V LMG3410 GaN mengintegrasikan pemacu jambatan dan transistor GaN ke dalam satu pakej, mengurangi konsumsi kuasa dan memperbaiki EMI. Untuk memandu FET silikon, pemandu jambatan dengan fungsi interlocking meningkatkan kepercayaan rancangan.

Sebagai lebih banyak peraturan negara mandat efisiensi yang lebih tinggi, PFC akan digunakan semakin banyak dalam pelbagai aplikasi. Memilih topologi dan komponen dengan bijak boleh membuat PFC lebih efisien dan memenuhi permintaan. Dan jangan lupa pemandu gerbang otot tangan bartender.

Kepentingan pemandu gerbang kini dipahami, tetapi otak bermain peran yang lebih penting dalam rancangan sirkuit PFC.