Максимизация эффективности синхронного повышающего преобразователя

Вы пытаетесь использовать N-канальный МОП-транзистор в качестве переключателя высокого уровня. Это не сработает без специального драйвера затвора, который включает в себя повышающую схему.

Кроме того, вы поняли не так — подумайте, в какую сторону указывает диод на корпусе!

Вероятно, вам следует использовать P-канальное устройство на M2, но даже в этом случае вы должны управлять его затвором относительно его источника, который является выходным напряжением, а не входным напряжением.

Все полумосты, использующие двойные NFET, должны использовать ШИМ, необходимый только на нижней стороне, с последовательным конденсатором и зажимом диода Vdd, чтобы создать повышающее напряжение> 2Vgs (th) выше Vdd для управления напряжением затвора высокой стороны.

Тогда верхняя сторона может управляться независимо, например, для преобразования Boost / Buck с индуктивной нагрузкой путем хранения + или -ve энергии индуктивного тока.

• фиксирующий диод проводит ток только тогда, когда нижняя сторона выключается после зарядки последовательных конденсаторов, тогда высокая сторона подтягивает конденсатор, чтобы сместить фиксирующий диод в прямом направлении. Должно быть несколько xxx пс или ~ 1 мкс мертвого времени в зависимости от реактивного сопротивления, если нагрузка L / R = время затухания Tau и время восстановления выключения переключателей, которое часто ускоряется с помощью шунтирующего диода на резисторе затвора между затвором LO и низким затвором.

Вы не можете использовать M2 таким образом. МОП-транзисторы имеют встречно-параллельный корпусный диод, а ваш перевернутый свободно проводит ток. Вам также нужен драйвер высоких боковых ворот.

Нет ничего плохого в использовании n-FET на стороне высокого напряжения (и это предпочтительное решение, поскольку n-FETS обычно имеют более низкие значения Rds(on) для данного размера), но следите за корпусным диодом (в вашей конструкции он расположен наоборот). ). Кроме того, для управления полевым транзистором верхнего плеча вам понадобится самозагруженный драйвер затвора верхнего плеча, чтобы получить достаточно высокое значение Vgs для включения полевого транзистора M2. (Хм, я трижды сказал "высокий". Должно быть, у меня что-то на уме...) Я вижу, что вы сделали это с IR2101, так что вы уже на полпути.

В любом случае, после решения этих проблем, вот идея: взгляните на схемы понижающе-повышающих и повышающих контроллеров, которые используют n-FET, которые обеспечивают токи в вашем целевом диапазоне. Да, вы реализуете только повышающую часть buck-boost, но, по крайней мере, вы получите представление о выборе компонентов и топологии схемы.

Пример Buck-boost: https://www.analog.com/en/products/lt8708.html#product-overview

И... пример Sync-boost, который также имеет разъединение входа, что-то, что может использовать ваша схема: https://www.monolithicpower.com/en/mp9184a.html

Еще один момент: в некоторых конструкциях диод Шоттки подключен параллельно полевому транзистору верхнего плеча, вероятно, для увеличения общего времени переключения.

Еще одно, другое: обеспечиваете ли вы мертвое время (неперекрытие) в вашем ШИМ-приводе между высокой и низкой стороной, чтобы предотвратить прострел?