MOSFET在汽车HID安定器中的应用
本方案以PWN驱动和全桥PWM控制，配与 (硅能)的MOSFET,实现灯的点灯控制，谐振控制，功率曲线控制和保护控制。使得外围器件少，可生产性好。
一,控制原理框图
推荐使用：前端DC-DC升压可用华晶CS75N75型号MOSFET；后端DC-AC全桥逆变可用SKY(世盖电子)和华晶 CS4N60、CS6N60、CS8N60、CS830/CS840等型号MOSFET。
本方案由深圳威敏特实业提供，网址：http://www.wimtel.com/
方案控制特点
本方案采用PWM实现主功率谐振控制,配合硅能专门定制的MOSFET,电路结构简单,产品工作效率高,保护性能好,可靠性能高,成本低.
目前常见的HID方案为反激硬开关模式,变压器一般工作于断续模式或连续模式上.在断续模式上,在变压器在能量释放完毕时出现高频振荡(即断续模式),这个高频振荡对于MOS和续流管的影响非常大.往往要把变压器的感量设计得比较大,这样,变压器工作于连续模式上.主MOS导通时,MOS上漏极的电压比较高,加大了变压器MOS的损耗,降低了可靠性和效率.
我们的方案采用准谐振设计当变压器的能量释放完毕的导通MOS管,这样,MOS管是在0电压时导通,开通时的损耗几乎为零.同时,整个的输出电压波形非常规整,对于续流二极管的要求也降低了.
因为采用了谐振的控制方式,大大提高了方案的可靠性和性能.因此其可以使用普通的功率器件实现86% 以上的效率.
方案的工作过程
从控制原理框图我们可以看出,电源负极首先经过硅能MOSFET CS75N75的D极,从N-MOS的特性我们知道,当电路接通,有一部份电流可以从S极流向D极,从而GS产生足够的开启电压,CS75N75完全导通.
当防反接管CS75N75导通,I/O口输出一串PWM脉冲,在某时刻DC-DC管Q3导通,变压器初级侧、Q4接地点构成通路,在变压器的初级侧有电流,初级绕组存储能量,次级由输出电容给负载供电.
当Q5关断、缓冲电路工作、变压器释放所储能量.缓冲电路电容抑制Q6电压上升速度,降低关断损耗;Q6电压上升到一定值,储存在初级绕组中的能量通过变压器次级绕组释放给负载,并给电容充电;同时缓冲电路吸收次级多余能量.
当能量释放完毕,缓冲电路充当谐振电路,吸收电容和初级电感发生谐振,次级二极管经历反向恢复过程.
当谐振到电压最低点,再给出高脉冲,Q6开通,实现零电压导通.准谐振设计工作在变频状态,当其它参数固定之后,开关频率很大程度上取决于输入电压和负载条件. 控制芯片不停地分析和处理开关损耗问题.在空载时,通过降低工作频率以减少开关损耗.因此,在不同负载下采用不同的工作频率以保持高效率.
方案在启动时检测灯上面的电流,将控制灯的启动电流,因为在冷灯启动时,灯的流经电流很大,会出现几个问题:
1) 全桥MOS若Ron比较高,则会造成比较高损耗,降低MOS的安全性
2) 在低压时,造成MOS的驱动电压不足,导致灯熄灭或闪烁
因此控制灯电流可以很好解决上面的问题,使其处于我们的全桥MOS安全的范围之内
方案基本业内最优秀的保护性能,在灯的不同阶段采取不同的保护策略,因此其对异常的保护效果非常好,如短路保护时,其动作的速度让一般的仪器无法察觉.
