#電源 #閘極驅動器GateDriver #MOSFET #同步降壓轉換器 #功率因數校正PFC
【提高系統效率不只一種方法……】
想利用更少的輸入電源獲得更多的電源輸出,達到更高的系統效率?可從更好的閘極驅動器、控制器和嶄新的寬能隙技術著手。高電流閘極驅動器能將開關損耗降至最低,提升總體系統效率;開關損耗通常發生在 FET 做切換或開關時,為開啟 FET,閘極電容的充電量必須超過閾值電壓。閘極驅動器的驅動電流有助於閘極電容的充電。驅動電流能力越高,電容能更快充電或放電,控制大量電荷的拉電流和灌電流能使功率損耗和失真最小化。
傳導損耗是 FET 的另一種開關損耗,傳導損耗是由 FET 的內部電阻或導通電阻 (RDS(on)) 所決定,會使 FET 在電流傳導過程中耗散功率。換句話說,目標在於將那些需要高頻功率轉換的系統中的開關轉換時間週期作最小化。能夠將這種表現突顯出來的閘極驅動器規格結合了上升和下降的時間。若能進一步延遲匹配功能,更能有效加倍驅動電流;延遲匹配是兩個通道之間內部傳播延遲的匹配,乃透過平行輸出、或將雙通道閘極驅動器通道予以連接實現。
提高系統效率的結果之一是功率密度的提高。另一方面,高速閘極驅動器亦可降低 FET 本體二極體功耗達到相同效果;本體二極體由 p-n 接面形成並位於汲極和源極之間,限制其傳導時間將進而減少通過兩端所消耗的功率。當 MOSFET 處於傳導狀態時,本體二極體上的電壓降通常高於 MOSFET 兩端電壓;由於在相同電流位準下,P = I×V (功耗=電流X電壓降),經由 MOSFET 通道的傳導損耗明顯低於通過本體二極體的傳導損耗。更多資訊:www.ti.com/gatedrivers。
TIDesigns 展示:http://compotechasia.com/microsite/TI。
●高效 400 WAC / DC 電源參考設計:http://www.ti.com/tool/PMP11064…
●高效 410 WAC / DC 電源參考設計:http://www.ti.com/tool/PMP11064…
●隔離 GaN 驅動器參考設計:http://www.ti.com/tool/TIDA-00785
●電信用 1 kW 三軌道隔離 DC / DC 數位電源 (-8V @ 25A):http://www.ti.com/tool/PMP4333
延伸閱讀:
《如何實現更高的系統效率》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0601/35554.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#德州儀器TI #UCC27524A
★★【智慧應用開發論壇】(FB 不公開社團:https://www.facebook.com/groups/smart.application/) 誠邀各界擁有工程專業或實作經驗的好手參與討論,採「實名制」入社。申請加入前請至 https://goo.gl/forms/829J9rWjR3lVJ67S2 填寫基本資料,以利規劃議題方向;未留資料者恕不受理。★★
同時也有10000部Youtube影片,追蹤數超過62萬的網紅Bryan Wee,也在其Youtube影片中提到,...
「mosfet導通 過程」的推薦目錄:
- 關於mosfet導通 過程 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook
- 關於mosfet導通 過程 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook
- 關於mosfet導通 過程 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook
- 關於mosfet導通 過程 在 Bryan Wee Youtube
- 關於mosfet導通 過程 在 Travel Thirsty Youtube
- 關於mosfet導通 過程 在 スキマスイッチ - 「全力少年」Music Video : SUKIMASWITCH / ZENRYOKU SHOUNEN Music Video Youtube
- 關於mosfet導通 過程 在 为什么MOS管夹断了还导通电流 - YouTube 的評價
mosfet導通 過程 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 八卦
#電源設計 #絕緣柵雙極電晶體IGBT #金氧半場效電晶體MOSFET #開關損耗Switch Loss #傳導損耗Conduction Loss #相差損耗Phase-difference Loss #功率因數修正PFC #總諧波失真THD #氮化鎵GaN #超接面super-junction #AirFuel無線充電
【「控制器」是智能電源設計的關鍵】
如何實現智能環保的電源設計?從「提升電源轉換效率」著手、以降低開關損耗 (Switch Loss) 以及因阻抗而生的傳導損耗 (Conduction Loss) 是有效方式。在一般電源供應器將交流電的電壓轉成高壓直流電源的過程中,會因電壓與電流波形相位不一致而導致「相差損耗」(Phase-difference Loss);若功率因數太低,就會浪費電力。
在此狀況下需要進行功率因數修正 (PFC)。因此,IEC 法規明訂電源供應器大於 75W、照明大於 25W 者,須加裝 PFC 裝置,儘量減少電壓與電流之間的相位差,以提高功率因數與降低電流諧波失真,歐美現已普遍奉行此規定。功率因數 (Power Factor, PF) 與總諧波失真 (Total Harmonic Distortion, THD),是判斷 PFC 控制器效能的主要指標。
PFC 有主動式和被動式兩種:前者是由電感、金氧半場效電晶體 (MOSFET)、二極體 (Diodes)、電容以及控制 IC 等元件所構成,功率因數可達 0.9 以上,轉換效率較高;後者是以電感元件補償輸入電壓與電流之間的相位差,功率因數僅 0.7 ~ 0.8,但結構簡單、成本低是其優點。PFC 的操作模式又可基於功率等級,分為連續、非連續與臨界導通等三種模式:非連續與臨界導通模式適用小於 300W 的應用,連續模式則適用於 300W 以上的高功率。
當系統處於全載時最須留意的是傳導損耗;要降低 PFC 的傳導損耗,除了降低峰值電流外,還可透過採用低導通 RDS(ON) 電阻值之 MOSFET 達成目的;訴求低功耗的輕載或無載,高頻率開關所產生的切換損耗則是致命傷,可經由 PFC 控制器在輕載時降低切換頻率來實現。若再輔以突波模式 (Burst Mode)、優化待機/休眠/喚醒機制,就能打造最省電的系統。因此,電源設計是否夠智能省電達到低功耗高效率的要求,關鍵就在控制器。
以物聯網 (IoT) 應用為例,「系統及平台主機須永遠不斷線」(always- on),是節能系統設計最大的挑戰所在。為降低待機狀態的功耗,「智能被動感測」元件是較建議的解決方案;它是類似 e-tag 的被動感測器,平時全然不須耗電,僅在需要時才讀取數據即可。然而,其它感測元件如光學/影像等此類 CMOS 感測器,卻必須「常保清醒」,否則就失去監控的意義;與此同時,運作需不需要採用電池?也是一個重要考量。
此外,要提高電源供應效率及降低損耗,輕載或無載狀態下的「降低損耗」極為關鍵,而「良率」 仍是氮化鎵 (GaN) 大量商用化的門檻;所幸,「超接面」(super- junction) 製程對加速普及貢獻良多。隨著技術的成熟、密度及效率的進步,GaN 市場可望在 2020 年來到價格甜蜜點。至於漸受矚目的無線充電,一開始就採磁共振及電源管理演算法 (PMA) 充電的 AirFuel,其無線通訊功能並非內建在功率模組中,可借助嵌入式調諧器 (tuning) 解決「倍頻」諧波的問題。
延伸閱讀:
《得 Fairchild 一甲子功力灌頂,安森美半導體電源轉換底氣足》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0615/35752.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#安森美半導體ON Semiconductor #快捷半導體Fairchild
★★【智慧應用開發論壇】(FB 不公開社團:https://www.facebook.com/groups/smart.application/) 誠邀各界擁有工程專業或實作經驗的好手參與討論,採「實名制」入社。申請加入前請至 https://goo.gl/forms/829J9rWjR3lVJ67S2 填寫基本資料,以利規劃議題方向;未留資料者恕不受理。★★
mosfet導通 過程 在 COMPOTECHAsia電子與電腦 - 陸克文化 Facebook 八卦
#氮化鎵GaN #電源管理 #功率因數校正PFC #Cascode #聯結構電晶體
#圖騰柱TotemPole #總諧波失真THD #過流保護OCP
【GaN 功率元件強勢降臨】
被稱為第三代半導體材料的「氮化鎵」(GaN) 新興工藝技術,用於功率因數校正 (PFC)、軟式切換 DC-DC 等電源系統設計,以及電源轉接器、太陽能逆變器、伺服器和通訊電源等各種終端應用,可實現矽元件難以達到的高電源轉換效率和功率密度水準,為交換式電源供應器和其他在能效及功率密度至關重要的應用,帶來性能的飛躍。GaN 具備出色的擊穿能力、更高的電子密度及速度,能負載的工作溫度也更高。
GaN 提供高電子遷移率,意味著切換過程的反向恢復時間可忽略不計,故擁有低損耗、高切換頻率優點。前者加上寬頻元件的高結溫特性,可降低散熱量;後者則可減少濾波器和無源元件的使用 (如:變壓器、電容、電感等),進而減少系統尺寸和重量、提升功率密度,有助設計人員實現緊湊的高能效電源方案。同為寬頻元件,GaN 比 SiC 成本更低、更易於商業化,具備廣泛採用的潛力,包括:工業、電腦、通訊、LED照明及網路領域的各種高壓應用。
採用單排直插 TO-220 封裝,更易於根據客戶現有製板能力進行整合。基於同一導通電阻等級,與高壓矽 MOSFET 相較,第一代 600 V 矽基 GaN (GaN-on-Si) 元件即可提供 4 倍以上的閘極電荷、更優的輸出電荷、同級輸出電容和 20 倍以上的反向恢復電荷,未來技術水準將持續演進。Cascode 相當於由 GaN HEMT 和低壓 MOSFET 組成:GaN HEMT 可承受高電壓,過電壓能力達到 750 V,並提供低導通電阻;低壓 MOSFET 則提供低閘極驅動和低反向恢復。
HEMT 是高電子遷移率電晶體的英文縮寫,通過二維電子氣在橫向傳導電流下進行傳導。使用 600 V GaN Cascode 的三大好處是:
★具有卓越的自體二極體特性:串接建立在低壓矽技術上,且反向恢復特別低;
★容易驅動:設計人員可使用像普通 MOSFET 一樣的傳統閘極驅動器,採用電壓驅動,且驅動由低壓矽 MOSFET 的閾值電壓和閘極電荷決定;
★高可靠性:透過長期應用級測試,且符合 JEDEC 行業標準——零個擊穿、最終的漏電流和導通電阻皆低於規格門檻。
在連續導電模式 (CCM) 升壓 PFC 拓墣中,在 200 KHz 和 120 Vac 輸入的條件下,Cascode GaN 較超結合Si (SJ Si) 提升近 1% 的效率;隨著頻率升高,GaN 的優勢將更明顯。採用 GaN還可實現「圖騰柱」(Totem Pole) 電路,較傳統 CCM 升壓 PFC 提供更高能效。高能效的電源轉換有利於軟切換電路拓墣結構回收能量,如:相移全橋、半橋或全橋 LLC、同步升壓等。受惠技術發展和市場成長,有望降低 GaN 的採用成本。
延伸閱讀:
《安森美半導體推進更快、更智慧和更高能效的GaN電晶體》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0428/31784.html
#安森美半導體OnSemiconductor #Transphorm #NTP8G202N #NTP8G206N #TO-220封裝 #NCP1654控制器 #NCP1397 #NCP4304
圖檔取材:pixabay.com
[本文將於發佈次日下午轉載至 LinkedIn、Twitter 和 Google+ 公司官方專頁,歡迎關注]:
https://www.linkedin.com/company/compotechasia
https://twitter.com/lookCOMPOTECH
https://goo.gl/YU0rHY
mosfet導通 過程 在 为什么MOS管夹断了还导通电流 - YouTube 的八卦
为什么 MOS 管夹断了还导通电流沟道形成的原因,沟道夹断的条件,耗尽层的原理和使用沟道夹断但电流并不断,夹断区即为恒流区,饱和区和放大 ... ... <看更多>