stm32 dc-dc同步整流 ,这么简洁的电路有问题吗 -

标题: stm32 dc-dc同步整流 ,这么简洁的电路有问题吗 [打印本页]

作者: kadiya 时间: 2021-1-17 21:22
标题: stm32 dc-dc同步整流 ,这么简洁的电路有问题吗
用一个PMOS 一个NMOS实现同步整流，电路设计力求简洁高效。
大家看看有什么问题吗？
没有用到pwm反向电路。

部分核心电路

作者: hui223 时间: 2021-1-18 01:23
這是不能用的，同步整流需要過零電流檢測，及時關斷，一般關斷時間是在 ns級。

作者: kadiya 时间: 2021-1-18 07:05
这个电路其实就是用nmos代替二极管，怎么不能用。

作者: 黄youhui 时间: 2021-1-18 09:10
当单片机高电平时Q4导通，Q3的基极相当于被下拉到地，Q3处于断开状态，
当单片机低电平时Q4断开，Q3的基极相当于被上拉到+12V，Q3处于断开状态，（Q4断开c极没有接地相当于悬空，12V通过2K电阻直接接到基极，Ube = ？）
另外Q2 Q5一个高电平导通一个低电平导通，低电平一般是GND，你怎么确保他们的G基能够接入GND电平

作者: munuc_w 时间: 2021-1-18 09:24
搞不懂这个电路干吗用的！

作者: kadiya 时间: 2021-1-18 14:42

黄youhui 发表于 2021-1-18 09:10
当单片机高电平时Q4导通，Q3的基极相当于被下拉到地，Q3处于断开状态，
当单片机低电平时Q4断开，Q3的基极 ...

当单片机低电平时Q4断开，Q3的基极相当于被上拉到+12V，Q3处于瞬时导通状态，因为栅极相当于电容的正极，有个充电的过程。q4导通的时候，他们的G极接入低电平。
原图有验证的，我只是把二极管改成了nmos.

作者: kadiya 时间: 2021-1-18 14:43

已经验证过的原电路图。这个电路图是可以成功运行的，只不过二极管换成了NMOS.

作者: 黄youhui 时间: 2021-1-18 15:48

kadiya 发表于 2021-1-18 14:43
已经验证过的原电路图。这个电路图是可以成功运行的，只不过二极管换成了NMOS.

你的电路图应该是这样的吧。
MCU高电平时，拉低电压N_MOS管Q9导通，NPN管Q6关闭，将+12电压接到Q8和Q7的栅极上，然后Q7导通，Q8关闭。
MCU低电平时，拉高电压N_MOS管Q9关闭，NPN管Q6导通，将GND电压接到Q8和Q7的栅极上，然后Q7关闭，Q8导通。

作者: kadiya 时间: 2021-1-19 07:33
本帖最后由 kadiya 于 2021-1-19 07:41 编辑

谢谢，您这个电路图设计的很专业，Q8的2k电阻能否去掉，这样开关是不是会更快一点。

作者: kadiya 时间: 2021-1-19 07:39

黄youhui 发表于 2021-1-18 15:48
你的电路图应该是这样的吧。
MCU高电平时，拉低电压N_MOS管Q9导通，NPN管Q6关闭，将+12电压接到Q8和Q7 ...

或者将Q9换成三极管。

作者: kadiya 时间: 2021-1-19 08:17
改成这样

作者: kadiya 时间: 2021-1-19 08:47

黄youhui 发表于 2021-1-18 15:48
你的电路图应该是这样的吧。
MCU高电平时，拉低电压N_MOS管Q9导通，NPN管Q6关闭，将+12电压接到Q8和Q7 ...

如下图

把q8上的2k电阻换成100是否妥当，这样关断是否会更快点。

作者: wulin 时间: 2021-1-19 09:48

kadiya 发表于 2021-1-18 14:43
已经验证过的原电路图。这个电路图是可以成功运行的，只不过二极管换成了NMOS.

楼主设计的电路图来源于经验证过的原电路图，只是把续流二极管换成了NMOS。当Q2、Q5的G极公共接点低电位时Q2导通，Q5截止，通过L蓄能并向负载供电，L左正右负。当G极高电位时Q2截止，L左负右正。Q5的DS反向偏置，G极电位高低对Q5没有意义，其内部寄生二极管正向导通可以完成续流。那么二极管换成了NMOS管的意义何在？？？

作者: 黄youhui 时间: 2021-1-19 10:09

kadiya 发表于 2021-1-19 08:17
改成这样

NPN和PNP导通的条件是Ube的电压满足一定的值，你这样让Q9的Ube怎么低于0.7，（Ube不是Ueb），你还是加个上拉电阻吧，然后计算分压，让Q9能够的Ube能够在MCU_IO输出低电平时分压低于0.7

作者: 黄youhui 时间: 2021-1-19 10:30

wulin 发表于 2021-1-19 09:48
楼主设计的电路图来源于经验证过的原电路图，只是把续流二极管换成了NMOS。当Q2、Q5的G极公共接点低电位 ...

我和楼主的mos管都放错方向了，mos管内部的二极管应该是和电流导通方向相反的，用于防止击穿的。置于您说的回流，除非放电比充电快不然的话，GND不能回流到电感吧。

作者: wulin 时间: 2021-1-19 11:15

黄youhui 发表于 2021-1-19 10:30
我和楼主的mos管都放错方向了，mos管内部的二极管应该是和电流导通方向相反的，用于防止击穿的。置于您说 ...

MOS管内部的二极管不是用于防止击穿的，也不是为了防止DS接反保护用的。是其制作工艺所形成的寄生物。其反向击穿电压与VDS击穿电压等同。如果Q5改变DS方向接入电路将发生灾难性后果。

作者: hui223 时间: 2021-1-22 22:02
用mos代替二極管，必須加電流過零檢測，及時關斷反向電流。若沒有過零檢測電路，電感反向電流會通過mos泄流，最終結果是mos發熱很快燒燬，電路損壞。這個過程中即使沒有燒燬，效率非常低，電壓大幅度波動。效率是絕對低於二極管的，效率可能會低於50% 或10%，也有可能到1%的效率甚至0%。

作者: hui223 时间: 2021-1-22 22:08
這是3408同步整流結構：
注意零點檢測器，就是過零檢測電路。

作者: rundstedt 时间: 2021-1-22 23:28

wulin 发表于 2021-1-19 09:48
楼主设计的电路图来源于经验证过的原电路图，只是把续流二极管换成了NMOS。当Q2、Q5的G极公共接点低电位 ...

楼主位的电路主干的结构是完全没问题的，全都正确。

Q5的DS反偏也是可以导通的，只要G高于S一定电压即可。内部寄生二极管有两大严重问题，一是导通电压过高影响效率，二是存储效应导致从导通到截止的恢复时间过长。寄生二极管可以在Q5导通前临时当续流二极管来用，Q5导通后寄生二极管两端电压低于饱和电压，恢复到截止状态，这样Q5断开时寄生二极管已经截止，不存在存储效应造成的短时间短路。

同步整流技术就是因为现在芯片工艺越来越小，电源电压越来越低，整流/续流二极管的压降成为影响效率越来越刺眼的因素，用MOSFET替代二极管，利用导通电阻小的特长来提高效率。

楼主的电路也可能有问题，主要是两个管子翻转的瞬间会不会有什么问题。但是这些我的能力已经分析不出来了，只能让楼主自己建立真实的电路来实际测量才会知道。

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