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高稳定输出VMOS续流导通控制电路 mos管怎么导通才是正确的

信息来源:本站 日期:2017-08-03 

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1.电路的基本原理

“同步”原本的含义是整流器件的开关与功率开关信号(方波)同步,与正弦波的市电“同步”已经不是严格意义上的“同步”了。

变压器T1是为了降压,因为只有低压才更能显示同步整流的优势,实际上,为了使这个电路有一定的实用性,就图中电路而言,电路的输出电压几乎已经达到极限了,要增加输出电压,这个电路就需要增加一些元件。15V的输出电压可以供给一台不错的D类功放了,巧合的是,D类功放也几乎尢一例外地采用了VMOS为输出级。


变压器的输入端标出了市电的零线(中性线)与火线(相线),在此并没有区分的必要,只是为了让初学者养成一个良好的习惯,在很多实际应用中,二者的区分是有必要的,而且,这样的好习惯对安全也有重要的作用,详细的原理这里就不赘述了。

变压器的次级绕组N4是给运放供电的,因为运放的耗电小,图中一片运放(包含两路运放)的耗电量不到5mA;因为工作频率很低,VMOS的驱动电压可以忽略不计。滤波电容(C1、C2)的容量也不需要很大,为了简化电路,图中采用了无极性电容,以免搞错极性。这两个电容完全可以采用电解电容,但是安装的时候要注意极性。这个电路可稍作一些变化,如运放可以采用主绕组N2、N3供电,只是电路的形式要显得复杂一些,本节就不推荐了。


主绕组N2、N3就是为用电电路供电的主绕组,阴影部分除了C1、C2之外,相当于两个整流二极管,构成了全波整流电路,整流的输出经主滤波电容C3滤波后输出,输出电流可以达到10A而不需要为两个VMOS加独立的散热器。当然,前提是电源变压器的功率容量要足够,主滤波电容的容量也要相应增加。

输出电流为5A时,两个充当“整流二极管”的VMOS的压降约为40mV,远比肖特基二极管要低,而在整流二极管中,肖特基二极管的压降算是最低了,也要300mV以上。普通二极管和快恢复二极管,压降一般都在600mV以上。就开关速度而言,VMOS也与肖特基二极管相当。


用受控的N沟道VMOS来充当整流二极管,基本原理可以用图2.7来说明。图中的两个电池表示运放的电源。

mos管

受控的VMOS与它内部的体二极管呈并联关系,因为VMOS的导通电阻远低于休二极管,因此实际起作用的是受控的VMOS。这里需要注意的另一点是,在我们常见的应用电路中,流过VMOS的电流方向一般是从漏极D到源极S(以N沟道为例),体二极管是在VMOS关断的时候起保护作用的,电流方向与VMOS是相反的。这里的应用恰恰是反其道而行之,二者的电流方向是相同的,即VMOS中电流方向也是从源极s到漏极Do JFET的源极和漏极可以互换,这几乎是众所周知的,MOSFET实际上也可以,关键是看我们怎么用。

另一个关键问题是如何实现“同步”,从图2.6我们就叮以感觉到,运放应该是控制VMOS进行“同步”的,实际上也正是如此:在市电变成源极端为“正”,漏极端为“负”的时候,VMOS迅速饱和导通;反之,则关闭。


标准的市电电压波形是对称的正弦波,运放的功能就是检测市电的电压波形。在市电为正半周的时候,)脚输出低电平,使图2.6中的Q1关断;当市电为负半周的时候,l脚输出高电平,使Q1迅速饱和导通。


换言之,运放ICIA的1脚输出的是土15V的方波信号,信号的变化规律与市电同步但是极性相反;Q2的控制特性与Q1相反,ICIB的7脚输出的是与市电同步、极性也相同的方波。


在图2.6中,由运放构成的这种电路也称为“过零检测”电路,电路原理可以用图2.8来说明。

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用运放构成的过零检测电路实际上是一个比较器,图2.8中的运放是常见的双极性运放,即内部可以等效为BJT构成的运放,输入端需要下拉电阻R1,以免输入阻抗过高引起自激,输出端需要有上拉电阻R2,为输出端的输出级电路提供偏置。图2.7所用的TL072采用的是JFET差分输入级,输出级为图腾柱电路,图2.8中的两个电阻就可以省略了,这是我们采用TL072的主要原因。就图2.7中的电路来说,本书第1章中提及的TL082也完全可以用,主要是看我们存做实验时,手头有什么。

比较器的原理也不复杂,运放之所以会有两个标有“+”、“-”的输入端,并不是二者有极性,而是表示二者的输入信号与输;H信号的相位关系,“+”(同相输入端)表示与输出端相同,“一”则表示与输出端相反。因此图2.8所示的电路也称为“同相比较器”,即输入、输出端的波形是同相的:输入端为正,输出端为正;反之亦然。图2,6中的比较器则是“反相比较器”,即输入、输出端的波形是反相的:输入端为正,输出端为负;反之亦然。


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