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困惑。。。同步整流=Active Free-Wheeling?

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楼主
发表于 2020-1-29 20:38 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
折腾无止境啊,早就想折腾研究电调了,但是一直懵懵懂懂的状态,最近各地区疫情爆发,只能懒在窝里找些东西折腾,那么就开始吧。
目前电调中比较火热的话题是Active Free-Wheeling( 简称AFW),我们称作为同步整流,想到这里我就比较困惑了,什么是同步整流,具体的电路是什么?大家可穿越一下之前模友的一篇文章,文章中对于同步整流这一电路的理论和概念也简单描述了,困惑也因此而起。
这里仅用于讨论,无其他任何意思,如有得罪,望模友提醒,本人将及时改正。
回过来,我从网上找了一些关于同步整流的资料,和个人对同步整流的看法。
上图为同步整流的原理图(从网上摘录下,其实这个原理图中的MOS选择个人感觉不太合适,图中为NMOS,个人觉得选用PMOS更为合理,或者说根据L2产生的不同电压选择NMOS还是PMOS更为合理),用2个MOS(Q1,Q2)代替了传统的二极管,进行整流。但是条件是必须栅极电压驱动MOS时候饱和导通,图中黑色的箭头并不是二极管哦,是MOS内部的寄生二极管,如果栅极电压不满足饱和导通MOS的情况下,和传统的二极管整流并无不同,效率都不高。更重要的是饱和导通MOS的栅极电压频率必须和电路震荡频率同步(这是最基本的,其实还要计算不同MOS打开和关闭有不同的延时)。故有此得名同步整流。所以同步整流不单单是一种电路,而是一种利用MOS整流,并且驱动MOS饱和导通频率和电路振荡频率同步的电路和技术。
同步整流差不多搞清楚了,那么最基本的什么是整流呢,最简单的解释就是,将交流电转换为直流电。那问题不就来了嘛,我们电调难道用的是交流电?需要整流吗?我们的电调上面哪一部分电路用的是二极管还是MOS来整流的?又有哪一部分是要同步的?为什么我们的电调会提到同步整流?
AFW技术在很早就有了,至少上述帖子的同步整流文章中提到YGE和K时代的电调已经有了。在用YGE时代,设置Active Free-Wheeling这个功能是开还是关的时候,怎么从来没人提出过这个是同步整流的功能,而都是“主动自由轮,允许无限制的部分负载操作/允許瞬息全功率最大電流輸出”的说明(搜索YGE 说明书可以翻老帖)。
这就产生了一个问题,AFW到底是不是我们说的同步整流,个人觉得好像不太一样。而且早也有人质疑同步整流为什么要起一个AFW的名字,或者倒过来想想,AFW为什么要起同步整流的名字呢?
我们再看看AFW到底是什么意思,然后再看看电调的电路中到底有哪些部分吧。

Active Free-Wheeling是什么意思呢,根据电路想AFW的意思,根据AFW找电路的原件,折腾来折腾去,终于有了自己的判断。Active就是主动的,能动性的,不是被动的,这点可以肯定。那么Free-Wheeling呢?


这样分开一解释,大概知道一半半了吧。Free-Wheeling其实就是一个续流的意思,而且和我们电调电路相符。那么续流二极管到底是什么意思呢?其实很简单,也被称作为飞轮二极管,在开关电路中开和关的瞬间电流很大,而且会产生很大的反电动势,续流的作用就是1保护MOS、2利用反电动势续流增加效率。此时,我想起当时我折腾电容的时候,设置好2A给电容充电,当有续流二极管和电感的时候,的确是2A充电,但是当去掉续流二极管和电感的时候充电电流仅在0.4A作用,而且MOS发热厉害,手都摸不上。这样说明,Active Free-Wheeling主动续流的作用和重要性很明确了吧。
续流的原理图如下:
这个原理图是不是很熟悉,与同步整流原理图的右半部分是否似曾相识。没错其中都有一个电感和一个二极管,但是续流二极管是接在地和电感之间,这就是续流二极管。但要注意,这并不是整流电路,因为并没交流转为直流,图中的二极管起到的作用是续流作用,所以叫续流二极管。整流电路中的二极管起到整流作用,将交流转化为直流,所以叫整流二极管,是有本质差别的。就像外国人在我们中国叫外国人,外国人在他们本土家乡,就叫居民,群众,不同的作用,不同的名称而已,都是二极管。
我们再来看看我们电调的原理图。
我就留下了续流部分,其他部分太复杂我删除了。图中ABC为无刷电机的三根线,电机其实可以理解为一个电感,这点不可否认吧。这张原理图和上述续流原理图是否又似曾相识,二极管接在电感(电机)前,区别是因为驱动芯片的设计需要二极管没有接地,还多了一个电容,但是原理是相同的。
原理图知道了,我们看看电调实物中是否相同吧。

凤凰HV电调
老款120HV电调
V4电调
是不是都和原理图一样,都有续流电路。其实有兴趣的模友如果有机会看到电调内部结构的话,不难发现,其实这种续流电路大部分电调都有,而且很早的电调也都有。
说到这里,其实基本上说明了Active Free-Wheeling其实就是一个主动续流的电路。
但是还没有完,还有一个概念,“同步”,我们为什么把Active Free-Wheeling称作为同步整流,其中的同步又是什么概念。其实也不难理解,回到最初的同步整流说明中,我提到过,MOS栅极驱动的频率必须同步,其中还要计算不同MOS开和关有不同的延时特性和续流释放的延时,都必须相互匹配同步。.

到这里,我想Active Free-Wheeling的意思,我们是否应该称作为主动续流,或者更贴切一点称作为同步续流更好呢?

欢迎继续阅读楼主其他信息

25
发表于 2020-9-21 23:22 | 只看该作者
qjc 发表于 2020-9-21 22:31
可能是能量回收产生了高压加到了电源输出上面

若是如此,那开关电源输出串个大功率二极管应该就可以了吧?
24
发表于 2020-9-21 22:31 | 只看该作者
yayuwei 发表于 2020-9-21 20:39
我用大功率开关电源给有同步整流的电调供电,急刹车会烧开关电源。用普通电调就没事。
有大神知道是为啥吗 ...

可能是能量回收产生了高压加到了电源输出上面
23
发表于 2020-9-21 20:39 | 只看该作者
我用大功率开关电源给有同步整流的电调供电,急刹车会烧开关电源。用普通电调就没事。
有大神知道是为啥吗?
22
 楼主| 发表于 2020-2-3 22:56 | 只看该作者
21
发表于 2020-2-2 15:39 | 只看该作者
牛 学习了
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20
 楼主| 发表于 2020-1-31 11:48 | 只看该作者
宛陵小勇 发表于 2020-1-30 17:31
论坛少有的友善交流,不喷不骂不黑的技术交流贴

感谢对各位的肯定
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19
发表于 2020-1-30 19:44 | 只看该作者
技术贴,留名了,学习了
18
发表于 2020-1-30 17:31 | 只看该作者
论坛少有的友善交流,不喷不骂不黑的技术交流贴
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17
 楼主| 发表于 2020-1-30 10:08 | 只看该作者
yziml21210 发表于 2020-1-30 08:44
学习了以前一直没明白为啥叫这个 但是没敢问

是的,其实有了新的看法,的确不一定有人敢站出来说实话,说了实话很可能被喷,被黑,但是总要有人站出来的,否则就一直错下去了
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16
 楼主| 发表于 2020-1-30 09:53 | 只看该作者
yziml21210 发表于 2020-1-30 08:44
学习了以前一直没明白为啥叫这个 但是没敢问


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15
 楼主| 发表于 2020-1-30 09:52 | 只看该作者
wzf081425 发表于 2020-1-29 23:45
说整流确实不准确,可能因为这种技术最开始应用在开关电源整流,所以把类似的都统称为同步整流了

嗯,是的,我也这么理解,一开始是开关电路上的同步整流电路技术,航模电调当时没有这个名词,没人定义过,就直接套用同步整流这个名词了,现在全部搞清楚了
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14
发表于 2020-1-30 08:44 | 只看该作者
学习了以前一直没明白为啥叫这个 但是没敢问
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13
发表于 2020-1-29 23:45 | 只看该作者
younickchen 发表于 2020-1-29 22:09
是不是这个意思,就是还是没理解,为什么续流还是被称作为整流呢?
谢谢

说整流确实不准确,可能因为这种技术最开始应用在开关电源整流,所以把类似的都统称为同步整流了
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12
发表于 2020-1-29 22:42 | 只看该作者
这是翻译的问题
11
 楼主| 发表于 2020-1-29 22:27 | 只看该作者
cyclone1983 发表于 2020-1-29 22:16
看下这篇文章就清楚了,不用纠结于名称
https://tech.hqew.com/fangan_743858
用一句话概括,就是在本相P ...

谢谢模友,原理我理解,就是打开低侧mos,降低内阻,如果不打开也可以续流,只是内阻很高,发热大,所以还是续流,不是整流。而且打开这个低侧mos的确是要同步,同步续流还是最合适的,谢谢各位,心结打开了
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10
发表于 2020-1-29 22:16 | 只看该作者
看下这篇文章就清楚了,不用纠结于名称
https://tech.hqew.com/fangan_743858
用一句话概括,就是在本相PWM OFF其间,主动开启下管帮助体二极管续流。
MOSFET的导通损耗远低于体二极管的导通损耗,故而降低发热。
9
 楼主| 发表于 2020-1-29 22:09 | 只看该作者
wzf081425 发表于 2020-1-29 21:28
实际电机电流流过的续流二极管是半桥mos内部的寄生二极管,通过控制相应mos开启来避免电流流过内部寄生二极 ...


是不是这个意思,就是还是没理解,为什么续流还是被称作为整流呢?
谢谢
8
 楼主| 发表于 2020-1-29 21:57 | 只看该作者
wzf081425 发表于 2020-1-29 21:28
实际电机电流流过的续流二极管是半桥mos内部的寄生二极管,通过控制相应mos开启来避免电流流过内部寄生二极 ...

非常感谢
还有一点没了解
实际电机电流流过的续流二极管是半桥mos内部的寄生二极管”,那么是不是相应低侧的mos就是也担当了续流二极管的作用,但是如果低侧mos没有打开的话,就是相当于一个内部寄生二极管在使用,只有打开了这个低侧mos,mos饱和导通,才不容易发热,是不是这个原理。那么其实好像还是没有整流,还是低侧mos担当了续流二极管,只是把这个担当续流二极管的mos内阻调低而已,为什么说低侧mos的续流功能就是整流呢?


7
 楼主| 发表于 2020-1-29 21:29 | 只看该作者
wzf081425 发表于 2020-1-29 21:21
楼主最后发的原理图和实物图中的二极管都不是续流作用,而是和电容一起组成半桥上臂MOS管的自举电路

谢谢模友指点
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