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MOS管
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  • 探討功率MOSFET變化對電流和電壓回路行為的影響
    探討功率MOSFET變化對電流和電壓回路行為的影響
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  •   發布日期: 2018-09-17  瀏覽次數: 1,628

    1.1 穩定回路比較:電壓回路調節,電流回路限制。

    本章討論功率MOSFET變化對兩個回路(電流和電壓)行為的影響。由于MOSFET只影響功率單元,所以理論研究只適用于功率單元模型。

     

    1.1.1 模塊圖

    下面的框圖表示電子調節回路的等效行為。

    1.1.2 MOSFET參數對電壓調節回路的影響

    Ø 電壓控制工作模式下的功率單元傳遞功能

    從硬件文檔(POWER MOSFETs用戶指南)我們有以下模型:

    “”線性鼓風機應用:

    - 對于所選電壓調節的非常小的帶寬(大約100Hz),極點的二階項和零項都是可以忽略的。

    - 因為g。Rsh < < 1,靜態增益AVo≈gR。

    - 所以傳遞功能看起來像一個非常簡單的一階濾波器:

    備注:

    完整的演示可在“電力mosfet用戶指南”附錄。

    Ø 結論:

    電壓控制工作模式下的傳遞功能取決于跨導g、Cg、Ce電容器和負載。因此,必須評估新型MOSFET對電壓回路的影響。

    1.1.3 MOSFET參數對電流限制回路的影響

    Ø 在電流控制工作模式下的動力單元傳遞功能

    從硬件文檔(POWER MOSFETs用戶指南)我們有以下模型:

    我們認為Cg+Ce和Gg*R*Cg相比太小了:

    備注:

    完整的演示可在“電力mosfet用戶指南”附錄。

    Ø 結論

    電壓控制工作模式下的傳遞功能取決于跨導g、Cg、Ce電容器和負載。因此,必須評估新的MOSFET對電流循環的影響。

    1.1.4 閉環穩定性分析

    本研究的目的是用新的MOSFET (IRF3305和英飛凌IPP80N06S2-05)來演示兩個回路(電機電壓和電機電流)的穩定性。

    原理:通過在穩定工作點周圍施加一個小擾動,我們觀察系統如何反應,注意每個擾動頻率的增益和相位值。要探索的頻率值一般在4 - 50S的范圍內[10hz, 100Khz]。

    通過在bode圖中應用Nyquist標準,我們認為系統的穩定性保證了(包括模型上的不確定性)如果得到以下條件:

    Ø Mφ> 45°典型(Mφ=相位遲滯注意到,增益等于0 db + 180°,與相位遲滯< 0)。

    Ø Mg > 12 dB的典型(Mg =衰減注意到180°相位遲滯)。

    框圖概括了這一一般原則:

    1.1.4.1 電機電壓循環穩定

    v 模擬方案

    為了驗證其穩定性,對VBAT ={3.5V, 13.5V和16V} 3個值進行了仿真。

    v 仿真結果

    IPP IRF3305 MOSFET在VBAT={6.5V, 13.5和16V}和DC請求= 5V的仿真結果:

    v 結論:

    我們觀察到邊緣階段(階段價值當增益= 1伏特分貝)高于45°的3場效電晶體在電壓電源(13.5 v和3.5 v,16 v)和直流請求的值無關。因此,在3mosfet的作用下,電壓調節回路是穩定的。

    1.1.1.1 電流環穩定

    v 模擬方案

    v 仿真結果

    IPP 80N06S2-05 MOSFET在VBAT = 13、5V和DC請求= 5V時的仿真結果:

    v 結論:

    我們觀察到邊緣階段(階段價值當增益= 1伏特分貝)高于45°的3場效電晶體在電壓電源(13.5 v和3.5 v,16 v)和直流請求的值無關。因此,在3mosfet的作用下,電壓調節回路是穩定的。


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