Усовершенствованная схема минимизации эффекта Миллера в корректоре коэффициента мощности

Linear Technology LT1249 LTC1693

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2019

Gregory Mirsky

Electronic Design

В [1] каскодное соединение двух MOSFET помогло устранить эффект Миллера и значительно улучшить характеристики корректора коэффициента мощности (ККМ).

Напомним, что эффект Миллера – это очень большое увеличение кажущейся входной емкости транзистора, обусловленное отрицательной обратной связью с выхода транзистора на вход, когда транзистор используется в составе усилителя с высоким коэффициентом усиления. Усилитель с единичным усилением не имеет эффекта Миллера, хотя он может иметь огромную входную емкость и создавать такие эффекты, как искажения переднего и заднего фронтов, связанные с этой входной емкостью, и образование плато на графике зависимости заряда от напряжения.

Однако протестированная и опубликованная схема была более чем неидеальной по одной важной причине: входная емкость MOSFET верхнего каскада (CGS), не имела надежного пути разряда. В описанной здесь усовершенствованной схеме этот недостаток устранен, и в статье представлена полностью жизнеспособная конструкция усовершенствованного каскодного ККМ. Номиналы и типы использованных компонентов указаны только в демонстрационных целях, и могут отличаться в зависимости от назначения проекта.

Каскодная схема ККМ построена на трех MOSFET: M1, M2 и M3 (Рисунок 1). Транзистора M3, служащего для разряда емкости CGS транзистора M2, в предыдущей схеме не было. Этот MOSFET значительно улучшает характеристики ККМ и при правильном управлении расширяет диапазон рабочих частот вверх.

В эту усовершенствованную схему добавлен путь разряда для входной емкости верхнего MOSFET каскодной схемы, улучшающий характеристики ККМ.
Рисунок 1. В эту усовершенствованную схему добавлен путь разряда для входной емкости верхнего
MOSFET каскодной схемы, улучшающий характеристики ККМ.

P-канальный MOSFET должен управляться синфазно с транзистором M1. Здесь можно использовать недорогой низковольтный транзистор с умеренным значением сопротивления открытого канала. Источник постоянного напряжения V3 представляет 12-вольтовое смещение затвора M2 и должен быть блокирован керамическим конденсатором емкостью 10 мкФ. Лучше всего M1 и M3 работают тогда, когда управляются двухканальным драйвером MOSFET, таким как LTC1693-1 или аналогичным.

Важно сформировать правильные сигналы управления затворами M1 и M3 (Рисунок 2). Транзистор M3 должен выключаться раньше и включаться позже, чем M1, чтобы предотвратить прохождение сквозного тока от источника напряжения V3 через замкнутые транзисторы M3 и M1.

Диаграммы напряжений, управляющих затворами M1 (синий) и M3 (зеленый), показывают относительные положения фронтов, необходимые для обеспечения правильной и надежной работы схемы. (По горизонтали: время, по вертикали: напряжения на затворах).
Рисунок 2. Диаграммы напряжений, управляющих затворами
M1 (синий) и M3 (зеленый), показывают относительные
положения фронтов, необходимые для обеспечения
правильной и надежной работы схемы. (По горизонтали:
время, по вертикали: напряжения на затворах).

Две линии задержки, параметры которых зависят от используемых MOSFET, формируют управляющие напряжения для M1 и M3. Эти линии задержки построены на фильтрах нижних частот с одинаковыми схемами. Первая содержит резисторы R5 и R6, конденсаторы C1 и C2 и диод D2, вторая – R8, R9, C5, C6 и D1. Наилучшим вариантом будет драйвер MOSFET с триггерами Шмитта на входах.

Примером доступного интегрального ККМ может служить микросхема U2. Линия питания заменена источником питания V1, а диоды D4…D7 образуют сетевой выпрямитель. Здесь могут использоваться практически любые диоды, подходящие по допустимому напряжению и току.

Микросхема U2 формирует на резисторе R17 сигнал управления с широтно-импульсной модуляцией, который делится между двумя линиями задержки. Из-за разных задержек в каналах передний и задний фронты, проходя через линии задержки, задерживаются на разное время. Таким образом формируются напряжения управления затворами MOSFET M1 и M3 (Рисунок 2).

Ссылки

  1. «Каскодная конфигурация устраняет эффект Миллера в корректоре коэффициента мощности». РадиоЛоцман, 2019, ноябрь.

Материалы по теме

  1. Datasheet Linear Technology LT1249
  2. Datasheet Linear Technology LTC1693
  3. Datasheet IXYS DSEE29-12CC
  4. Datasheet Infineon IPB230N06L3
  5. Datasheet STMicroelectronics STW88N65M5

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Improved Power-Factor Corrector Further Minimizes Miller Effect

LT1249 Купить ЦенаКупить LT1249 на РадиоЛоцман.Цены — от 81,99 до 483
18 предложений от 15 поставщиков
POWER FACTOR CONTROLLER, 8 Pin, SOPСрок поставки 2-3 недели
AliExpress
Весь мир
1 шт./лот LT1249CN8 LT1249 DIP-8
82 ₽
Триема
Россия
LT1249CN8# PBF
Linear Technology
165 ₽
ЭИК
Россия
LT1249CN8#PBF
Linear Technology
от 213 ₽
МосЧип
Россия
LT1249I
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя