免费国外b站刺激战场直播app,柴火垛里的疯狂55集,百万日元的女人们,洞房初夜

開關(guān)電源功率開關(guān)管的選擇

       我們?cè)谠O(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí),不管使用的是哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),只要電源線路采用的是脈寬調(diào)制器PWM構(gòu)成開關(guān)電源時(shí),我們一定會(huì)選擇功率開關(guān)管進(jìn)行搭配。

       在我們的開關(guān)電源領(lǐng)域中,常見的功率開關(guān)管有三種:一是雙極型功率開關(guān)管(BJT);二是半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET);三是絕緣柵一雙極型晶體管(IGBT)。

       選擇開關(guān)電源的功率開關(guān)管時(shí),我們要注意其導(dǎo)通壓降(或通態(tài)電阻)和開關(guān)速度;功率開關(guān)管的導(dǎo)通壓降和開關(guān)速度與額定電壓有關(guān),額定電壓越高,導(dǎo)通壓降越大,開關(guān)速度越慢。因此,在滿足額定電壓為實(shí)際工作電壓1.2~1.5倍的條件下,應(yīng)盡量選擇低壓功率開關(guān)管。

       雙極型功率開關(guān)管(BJT)是具有開關(guān)特性和功率輸出能力的雙極、結(jié)型晶體管;由于有兩種載流子(電子與空穴)流過晶體管, 故稱之為雙極型,這與僅有一種載流子的場(chǎng)效應(yīng)管不同。雙極型功率管屬于電流驅(qū)動(dòng)型功率器件,常用的耐壓值在1kV以下,工作電流從幾安培到幾百安培;主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜;而缺點(diǎn)是電流放大系數(shù)低,驅(qū)動(dòng)電流較大,開關(guān)頻率低(幾十千赫以下),所以比較適合中、小功率的開關(guān)電源。

       我們?cè)谑褂秒p極型功率開關(guān)管時(shí)要注意:雙極型功率開關(guān)管有一個(gè)以集電極最大電流、集電極最大允許功耗、二次擊穿電流和集電極-發(fā)射極擊穿電壓為邊界的安全工作區(qū)。無(wú)論在瞬態(tài)還是穩(wěn)態(tài)下,晶體管的工作電流和工作電壓都不得超出安全工作區(qū)范圍。此外,安全工作區(qū)的邊界值還與環(huán)境溫度、脈沖寬度等參數(shù)有關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),安全工作區(qū)也應(yīng)降額使用;雙極型功率開關(guān)管的電流放大系數(shù)值較低,其最小值一般為5~10倍;環(huán)境溫度每升高10℃,集電極漏電流就增加一倍,這會(huì)引起關(guān)斷損耗;為降低功率開關(guān)管的導(dǎo)通損耗,它在導(dǎo)通時(shí)一般處于過飽和狀態(tài),這勢(shì)必增加 了存儲(chǔ)時(shí)間,降低開關(guān)速度。為減少存儲(chǔ)時(shí)間,所以需要在功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)給發(fā)射結(jié)加反向電壓,但反向電壓過大,發(fā)射結(jié)將被反向擊穿;為了避免擊穿電流過大,我們可采用電阻來(lái)限制反向電流不致過大;為了快速關(guān)斷功率開關(guān)管,可采用抗飽和電路。

       MOSFET屬于絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管;其主要特點(diǎn)是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層,因此具有很高的輸入電阻(最高可達(dá)10^15Ω);我們依據(jù)開關(guān)管導(dǎo)通方式劃分,可分N溝道管和P溝道管兩種類型;根據(jù)導(dǎo)電方式的不同,MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型兩種。所謂增強(qiáng)型是指當(dāng)Ugs=0時(shí),開關(guān)管子呈截止?fàn)顟B(tài),加上正確的Ugs(對(duì)N溝道管要求Ugs>0;對(duì)P溝道管則要求Ugs<0)時(shí),多數(shù)載流子就被吸引到柵極,從而“增強(qiáng)”了該區(qū)城的載流子,形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指當(dāng)Ugs=0時(shí)即形成溝道,加上正確的Ugs(對(duì)N溝道管要求Ugs<0)時(shí),能使多數(shù)載流子流出溝道, 因而“耗盡”了載流子,使管子轉(zhuǎn)向截止。

       我們通常使用到的MOSFET功率開關(guān)管一般采用N溝道管,因?yàn)樵谕瑯記r下N溝道管的通態(tài)電阻要比P溝道管小,且開關(guān)速度比N溝管快。由于MOSFET 的源極和漏極結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的,因此使用時(shí)互換。對(duì)N溝道管而言,只要在柵極和源極(漏極)之間加上電壓就能雙向?qū)?。因此MOSFET可用作同步整流。MOSFET功率開關(guān)管的工作電流從幾安培到幾百安培,輸出功率從幾十瓦到幾千瓦,開關(guān)頻率可達(dá)幾百千赫至1MHz以上。

       絕緣柵雙極晶體管(IGBT)綜合了電力晶體管(GTR)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的優(yōu)點(diǎn),具有良好的特性;IGBT也是三端器件:柵極集電極發(fā)射極。IGBT是MOS結(jié)構(gòu)雙極器件,屬于具有功率MOSFET的高速性能與雙極的低電阻性能的功率器件。IGBT的應(yīng)用范圍一般都在耐壓600V以上、電流10A以上、頻率為1kHz以上的區(qū)域。

       IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示:

 

       當(dāng)柵極G施加正電壓時(shí),MOSFET的柵極產(chǎn)生電場(chǎng),吸引電子到P型硅的表面,形成N溝道。這個(gè)電場(chǎng)導(dǎo)致PNP晶體管的B-E結(jié)正向偏置,使得電子可以從發(fā)射極流入集電極,形成導(dǎo)電通道。隨著柵極電壓的增加,導(dǎo)電通道變寬,電流也隨之增加當(dāng)柵極電壓降低到零或負(fù)值時(shí),MOSFET的電場(chǎng)消失,導(dǎo)電通道逐漸消失,電流也隨之減少。最終,當(dāng)柵極電壓足夠低時(shí),IGBT完全關(guān)閉,電流為零。

聲明:本內(nèi)容為作者獨(dú)立觀點(diǎn),不代表電子星球立場(chǎng)。未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。授權(quán)事宜與稿件投訴,請(qǐng)聯(lián)系:editor@netbroad.com
覺得內(nèi)容不錯(cuò)的朋友,別忘了一鍵三連哦!
贊 6
收藏 5
關(guān)注 100
成為作者 賺取收益
全部留言
0/200
成為第一個(gè)和作者交流的人吧