Արդյոք հասկանում ենք տրանզիստորի պահանջները ժամանակակից ուժի փոխակերպման մեջ

Դուրսագրման շինկերի (SMPS) դիզայների համար դա նման է ցուցալիք վրա քայլելին: Նրանք պետք է հավասարակշռեն երեք կարևոր բան: արդյունավետություն, չափսերը և վավերությունը: Եվ ճիշտ սեղման կենտրոնում է տրանսիստորը: Կարող եք գնահատել տրանսիստորը որպես հիմնական սահմանոցը էլեկտրաէներգիայի համակարգում: Այն ունի մեծ ազդեցություն երեք կարևոր արդյունավետության ասpektների վրա: Առաջինը՝ էլեկտրաէներգիայի ձևափոխման արդյունավետությունը: Ինչպես ցանկանում եք ձեր մաքսին ամենալավ միլաժը ստանալ, այնպես էլ ցանկանում ենք էլեկտրաէներգիայի համակարգը ամենադեպի արդյունավետ ձևափոխություն կատարի, արդյոք չենք կորցնում: Երկրորդը՝ էլեկտրոմագնիսական 섭ականքի (EMI) 특xականությունը: Մենք չենք ցանկանում մեր դուրսագրման համակարգը լինի որպես ողջություններից դուրս գալող հարաբերակցում այլ էլեկտրոնային սարքերին: Եվ երրորդը՝ ջերմական կայունությունը: Ջերմունքը կարող է դարձնել ինքնություններում իրական խնդիր, և մենք պետք է տրանսիստորը մնանա կայուն նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն ջերմանում է: Այսօրի ժամանակակից էլեկտրաէներգիայի ձևափոխման համակարգերում պահանջները են տրանսիստորներ են բավականին մեծ։ Դրանց պետք է կարող լինի շատ հաճախ սարքվել և դուրս գալ, հաճախությունները կարող են գերազանցել 200 kHz-ն։ Vien ժամանակ, դրանց պետք է փոքրացնեն կոնդուկտուցիչ կորոն կորոները։ Սա նման է այն, որ մի առաջատար ատլետին խնդրում են շատ արագ սպասել, մինչդեռ օգտագործում է ամենափոքր էներգիան։ Արագության և արդյունավետության այս պահանջը դարձնում է ճիշտ տրանսիստորի ընտրությունը դժվար խնդիր։

Հիմնական պարամետրեր օպտիմալ տրանսիստորի աշխատանքի համար

Այնպես որ, երբ գալիս է հաջող SMPS-ի դիզայնին, որտեղ սկսում ենք? Դա սկսվում է չորս հիմնական տրանսիստորի 특성ներից։ Առաջինը դա խափանակային մոտավորությունն է։ Կարող եք դա կարծել այնպիսի առավելագույն մոտավորություն, որը տրանսիստորը կարող է կունենալ՝ չպարզանալու համար։ Սա նման է կանալին, որը կարող է պահել որոշակի քանակությամբ ջուր։ Էլեկտրական համակարգերի դիզայնում, մասնավորապես flyback տոպոլոգիայում, որտեղ կարող են տեղի ունենալ մոտավորության սպասարկումներ, տրանսիստորի խափանակային մոտավորությունը պետք է լինի ավելի մեծ, քան գագաթային մոտավորությունը՝ ավելի լավ ան전անության մարգանցումով։ Մենք չենք ցանկանում, որ կանալը կոտրվի! Երկրորդ 특նությունը դա հոսանքի սպասարկումի կարողությունն է։ Տրանսիստորը պետք է կարողանալ սպասարկել անցնող հոսանքը՝ ևս նորմալ անընդհատ գործումի ժամանակ, և այն կարճ ժամանակահատվածներում, որոնց ընթացքում կարող են տեղի ունենալ հոսանքի սպասարկումի սպասարկումներ։ Եվ մենք պետք է նաև հատկանիշ դարձնենք ջերմական ստրեսի հետ կապված դեգրադացիայի գործոններին։ Նման է այն, որպես մարդ կարող է հանգեցնել և ավելի վատ գործել ջերմ օրերում, տրանսիստորի գործառնային հատկությունները կարող են ազդել ջերմության վրա։ Սահմանումների արագության պարամետրերը՝ ինչպես օրինակ սկսման և վերջացման ժամանակը, նաև շատ կարևոր են։ Այս պարամետրերը արագություն ունեն անգամային հաճախության վրա։ Ավելի արագ սահմանումը ավելի լավ է անգամային հաճախությունների դեպքում։ Բայց կա մի հանգույց։ Ավելի արագ սահմանումը կարող է պահանջել ավելի բարդ և սովորական գեյթի դրավություն։ Դա նման է բարձր հարցագետության մեքենային, որը պահանջում է ավելի առաջատար շարժիչի հաղորդագրություն։ Վերջապես, հակադարձ վերականգման հատկությունները նաև շատ կարևոր են, մասնավորապես մուտքային կառուցվածքներում։ Երբ տրանսիստորը սահմանում է, կարող է մնալ որոշակի մնացորդային լարում, որը կարող է ստեղծել shoot-through հոսանքներ։ Հակադարձ վերականգման հատկությունները օգնում են համարձակել այս դեպքը՝ նման որպես տրանսպորտային պոլիցիային, որը կառավարում է մեքենաների հոսքը՝ հանգույցներից խուսափելու համար։

Հասարակ Դիզայնի Ելքերի Լուծումը Սվիչինգ Շեմատներում

Հիմա, քանի որ մենք գիտենք, թե ինչ պետք է փնտրել տրանզիստորում, խոսենք վերջինս կապված դիրքային շղթաների դիզայնի հարցերի մասին։ Մեծ խնդիրներից մեկը երևում է ջերմական վարիչությունն է։ Երբ փորձում ենք ավելի շատ ուժ կենսացնել փոքր տարածքում (սահմանափակում ենք ուժի խ Yue - ի սահմանները), ջերմունքը դառնում է մեծ խնդիր։ Դա նման է փոքր, գնացքուն սենյակում լինելու վրա հետաքրքրություն օրինակ ջերմ օր։ Այդ հարցի լուծման համար մենք պետք է գտնենք ադե_kvատ ջերմական տարածումի մեթոդներ։ Սա ներառում է ճիշտ տրանզիստորի փաթեթի ընտրություն և PCB արագության օպտիմիզացիա։ Կարող ենք օգտագործել միջոցներ, ինչպիսիք են ջերմական վիաները, որոնք նման են փոքր տուներին ջերմունքի համար, և copper pours-ները, որոնք նման են մեծ ջերմավոր սալիներին՝ համոզվելու համար, որ ջերմունքը տրանզիստորից արդյոք արդյոք տարածվում է։ Մեկ այլ բան, որին մենք պետք է վերաբերենք նշանակություն, դա դիրքային կորուստներն են, մասնավորապես բարձր հաճախություններում։ Յուրաքանչյուր անգամ, երբ տրանզիստորը միացնում և անջատում է, կանգնում են որոշ կորուստներ։ Բարձր հաճախություններում այդ կորուստները կարող են իրականում գումարվել և դառնալ ընդհանուր ուժի տարածումի նշանական մաս։ Այդ հարցի լուծման համար կարող ենք օգտագործել ավանդական գեյտի վարիչության տեխնոլոգիաներ։ Օրինակ, adaptive dead - time control-ը կարող է կարգավորել ժամանակը դիրքի միջև՝ կորուստներ նվազեցնելու համար, իսկ active Miller clamp circuits-ը կարող են անջատել անցանց միացման դեպքերը։ Դա նման է ավտոմատ համակարգին, որը կարող է ինքնակի կարգավորելու համար լավ աշխատել։

Տրանսիստորի աշխատանքի օպտիմիզացիա տվյալ տոպոլոգիաների համար

Տարբեր SMPS արխիտեկտուրները նման են տարբեր տիպի տուներին, յուրաքանչյուրը ունի իր սեփական հատկությունները։ Օրինակ, Buck converters-ն նման են պարզ, դասավոր տունին։ Նրանք իրականում պետք է օգտագործեն տրանզիստներ՝ որոնց RDS(on) 특성ը ցածր է։ Սա կարևոր է, քանի որ սա օգնում է նվազեցնել կորուստները անընդհատ հասանելիության ժամանակ։ Դա նման է լավ իզոլյացիա ունեցող տունին, որը շատ քիթ չունի։ Boost և flyback տոպոլոգիաները մի փոքր նման են կարող և ինդուստրիալ տարբերակի տուներին։ Նրանք պետք է օգտագործեն տրանզիստներ՝ որոնց ավալանշանները ուժեղ են։ Սա կարևոր է, քանի որ նրանք պետք է կառուցեն վոլտաժի սպիկներից ինդուկտիվ բեռերից, նման որեն ուժեղ շենքը կարող է կառուցել անձրև։ Resonant converter դիզայնները նման են հինգ տեխնոլոգիական, էներգիայի դասավոր տուներին։ Նրանք կարող են գործել տրանզիստներից՝ որոնց մատակարար է գործողությունը։ Սա նվազում է տրանզիստի ստրեսը անցումների ժամանակ, դա դասավորում է ամբողջ համակարգը։ Եվ միանգամի համակարգերում, որոնք նման են մեծ ապարտամենտի շենքին միացյալ միավորներով, պետք է համոզվենք, որ զուգահեռ սարքերը ունեն ճիշտ համապատասխանող պարամետրեր։ Սա համոզում է, որ հասանելիությունը հավասարապես բաժանվում է բոլոր միավորների միջև, նման որեն դուք ցանկանում եք, որ բոլոր ապարտամենտները շենքում ունեն հավասար քանակությամբ ռեսուրսներ։

Հետաքրքիր ջերմական դասավորություններ և վառնագործակցության բարձրացում

Երբ գնահատում ենք ջերմային դիզայնը, սա չէ պարզապես ճիշտ տրանսիստորի ընտրությունը: Սա կարող է լինել ամբողջ համակարգը: Դիզայներին պետք է մտածել ջերմության ճանապարհներին՝ որոնք տրանսիստորի հաղորդակցությունից (որտեղ իրականացվում է իրական էլեկտրոնային գործողությունը) գնահատում ենք դուրս միջավայրին: Դա նման է տրանսպորտային մաքուրի ճանապարհի պլանավորմանը՝ որպեսզի այն կարողանա արագ և արդյունավետ գնալ գործնախանությունից գնահատությանը: Կարող ենք օգտագործել ջերմային սինկերի լուծումներ՝ որոնք նման են մեծ հումնարկներին՝ որոնք կօգնեն այդ գործողության համար: Եվ այս լուծումները պետք է համապատասխանեն աշխատանքային ցիկլերին՝ որոնք կարող են ազդել էլեկտրոնային սարքի վրա: Դինամիկ ջերմային մոնիթորինգի տեխնոլոգիաները նույնպես շատ օգտագործելի են: Դա նման է տունում տեմպերատուրային ռեգուլյատորին՝ որը կարող է փոխել տեմպերատուրան կախված արտաքին տեմպերատուրայից: Փոփոխական բեռների համակարգերում՝ այս տեխնոլոգիաները կարող են արձանագրել ապատակարգային հումնարկների ստրатегիան: Եվ փոխարինելով միայն շուրջակայքային տեմպերատուրայի (ինչպես տունում արտաքին տեմպերատուրան) հաշվարկը՝ տրանսիստորի իրական աշխատանքային տեմպերատուրայի հիման վրա կարող է շատ ավելի բարեկարգ դարձնել նրա երկարաժամկետ վավանդեկությունը: Ավանդական մարմնավորման տեխնոլոգիաները՝ ինչպիսիք են clip bonding-ը և silver sintering-ը՝ նման են նոր և ավանդական շենքավորման նյութերին: Նրանք կարող են նվազեցնել ջերմային հակադարձությունը բարձր հոսանքի համակարգերում՝ ավելի արդյունավետ և վավանդեկ դարձնելով ամբողջ համակարգը:

Ապագային ուղեցումներ էլեկտրական վարձակցման տեխնոլոգիայում

Տեխնոլոգիայի հզորության տեղափոխման աշխարհը սահմանափակ է դիվում, և այսօր առաջացած բաներից մի քանիսը արդյունքապես հետաքրքիր են: Նոր լայն բանդգապ կիսահաղորդիչները նման են հզորության տրանսիստորների նոր, հեղինակային կառուցման նյութին: Օրինակ, գալիում նիտրիդ (GaN) սարքերը արագ են։ Դրանք ունեն բարձր տեղափոխման արագություններ և մինիմալ դատարկ լարում բնութագրիչներ: Սա նշանակում է, որ դրանք կարող են աշխատել MHz-ի միջակայքում ավելի արդյունավետ եղանակով: Դա նման է արագ սպորտային մաքսանին, որը նաև ունի բարձր կառավարման արդյունավետություն: Սիլիցիում կարբիդ (SiC) կոմպոնենտները՝ մյուս հետաքրքիր զարգացումներից մեկն են: Դրանք նման են կուռ և ջերմականության դիմադրության դիմադրող նյութին: Դրանք բարձր ջերմահաղորդականություն ունեն և կարող են կոնտենդել բարձր ջերմաստիճաններին, ինչը լավ է գործարանային կիրառումների համար: Այսօր այս տեխնոլոգիաները մի փոքր ավելի թանգարան են, ինչպես լուksուրի ապրանք: Բայց ժամանակի ընթացքում դրանք զարգացում են և դարձնում են ավելի արժեքավոր: Հաջորդ տարիներին դրանք կարող են փոխել մեր համար հզորության նախագծավորման եղանակը, ինչպես նոր գաղափարները կարող են փոխել մեր կյանքի եղանակը: