تصميم مصدر الطاقة - دائرة التمديد الذاتي

دائرة التمديد الذاتي، ببساطة، تعني أن الجهاز يرفع نفسه بنفسه. والمبدأ الأساسي لهذه الدائرة هو استخدام تكبير السعة الذاتية لرفع الجهد.

غالبًا ما نجد سعات التمديد الذاتي في الدوائر مثل تحويل الجهد (Buck) وتشغيل المحركات بواسطة مراقب H. على سبيل المثال، في حالة النقل المعتمد على الفلز-أكسيد-سيليكون N-MOS، السبب الرئيسي للحاجة إلى التمديد الذاتي هو أنّ الجهد \(V_{ds}\) صغير جداً، مما يجعله غير قادر على تلبية شرط التوصيل \(V_{gs}>V_{(gs)gh}\). بناءً على مبدأ عدم تغيير الجهد على طرفي السعة، يمكن توليد جهد أعلى على البوابة عن طريق تراكم الجهد، مما يؤدي إلى توصيل المفتاح MOS.

بالمقارنة مع هياكل التمديد الأخرى، فإن ميزة دائرة التمديد الذاتي هي تكلفتها المنخفضة وبنيتها البسيطة.

عملية التمديد الذاتي

فيما يلي تحليل لدائرة التمديد الذاتي في تشغيل الجسر النصفي:

في المرحلة الأولى (مرحلة تشغيل الصمام السفلي، \(Q_1\) مقطوع و \(Q_2\) موصول)، يتم شحن السعة التمديدية \(C_B\). خلال هذه الفترة، يتدفق تيار الشحن من مصدر الجهد \(V_{DD}\) إلى رقاقة التشغيل \(VDDA\)، ثم عبر مسار الشحن في السعة التمديدية، ويمر من خلال مقاومة التمديد الذاتي \(R_B\)، والدايود \(D_1\)، والسعة \(C_B\)، و \(Q_2\) إلى الأرض.

في المرحلة الثانية (مرحلة تشغيل الصمام العلوي، \(Q_2\) مقطوع و \(Q_1\) موصول)، يتصاعد الجهد على المصدر (\(Q_1\)) (المتصل بطرف GNDA) بسرعة إلى جهد الصرف VDRAIN. بسبب مبدأ عدم تغيير الجهد على طرفي السعة، يكون الجهد على VDDA مساويًا لجهد مصدر \(Q_1\) بالإضافة إلى الجهد على طرفي \(C_B\) (تم شحن \(C_B\) إلى ما يقرب من VDD-0.7V). ونظرًا لارتفاع جهد مصدر \(Q_1\) (و GNDA)، يتم تشغيل الدايود \(D_1\) كعائق للعكس، مما يؤدي إلى فصل مصدر الطاقة VDD عن \(C_B\). في هذا الوقت، يقوم \(C_B\) بتوفير التيار الكامل اللازم لمرحلة تشغيل الصمام العلوي.

تصميم دائرة التمديد الذاتي 🚧

🚧

المراجع والشكر

• A Comprehensive Guide to Self-Bootstrap Circuit Principles
• AN486: High-Side Bootstrap Design Using ISODrivers in Power Delivery Systems

عنوان النص: https://wiki-power.com/ يتم حماية هذا المقال بموجب اتفاقية CC BY-NC-SA 4.0، يُرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر.

تمت ترجمة هذه المشاركة باستخدام ChatGPT، يرجى تزويدنا بتعليقاتكم إذا كانت هناك أي حذف أو إهمال.