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减缓开关管电压

信息来源:本站 日期:2017-05-12 

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除了可以减缓开关电压条件管电压的上升速度 ,缓冲器的另一个很重要的优点是减小了开关管的 均匀损耗,避免了二次击穿。二次击穿发作在电压 、电流经过基极反向偏置平安工作区的瞬 间。该数据图表在用户运用手册中给出 ( 图 11.5)。

图 11.5 2N6836 型管的反向偏置平安工作区 (lSA、450V ) 。变压器漏感使关断之后短时间内的电 流恒定 ( 工作点由 A 到 B)。假如没有反向恢复电压偏置,工作点将超出平安工作区 ,三端稳压管三极管将 会发作二次击穿 。RCD   缓冲器能够减小开关堆叠损耗 ,同时也能够减小漏感尖峰的幅值


在开关管关断的霎时 ,漏感尖峰很容易超越这个平安边境 ( 图 2.10 ) 。开关管制造商表 示二次击穿在每次超越边境时都可能发作  。

不借助计算机是不可能对关断霎时集电极电压变化的次第和大小停止确切剖析的 ,但通 过下面的近似讨论 ,能够晓得问题的严重性和怎样经过缓冲电容减小漏感尖峰 。

当 Ql 关断时,变压器的漏感能够坚持经过 Ql 的电流短时间内不变。依据上面的假定 ,近似以为流过迟缓关断的开关管弛缓冲器电容 Cl 的电流均为 Irf2 。

在图 11.6 中,当 Q 关断时,电感上的电压反向 。这个反向电压加在回 馈绕组 N,上,N, 的上端电压立即降落并经过 D4 钳位到地 。由于 NP  尺 ,所以 Lm 上的电压被限制为飞 ,则 A  点的电压上升到 2


是原始电流尖峰的一半/.p/2 ,流经漏感 L1、缓冲电容 Cl 和快恢复二极管 Dl 。这将惹起一个 正弦振荡,周期为 勿在币。前半个周期的振幅近似为 lj2rc(Ji,而) 。

前半个周期的振荡 ,即为漏感尖峰。A 点电压等于 2飞c 加上尖峰电压,Jiici 为 LC 电 路的阻尼系数 。因此增大 Cl   来缩短集电极电压的上升时间同时也减小了漏感尖峰 。

计算漏感尖峰的大小是十分有意义的 。在 11.4 节最后的例子中 ,关于一个 lOOkHz 变压 器,漏感大约为  15μH  。则有:


若在关断之前 Ql 中的电流为 3.45A ,则漏感尖峰为 (3.45/2)×103 = 178V 。漏感上的峰 值电压为 2飞c   +178 = 547V 。


固然没有准确的剖析 ,但这个漏感尖峰的值足以解释产生二次击穿的缘由了 。

图 11.5 中,关断前 Ql 的MOS集成电路电压一电流位置是在曲线的 A 点,电流值为 3.45A ,电 压值为 ov。开关管关断时 ,它的负载轨迹为 ABCD 。关断瞬时漏感坚持总电流大小不变 ,但 是 Ql 原始电流 的一半流经 Cl ,还有 1.73A 的电流经过开关管本身 ,开关管集电极电压 电流工作点沿着 AB 轨迹线程度挪动 。在 B 点,电流依然为 1.73A,而电压为 547V。短暂的 漏感尖峰持续时间后 ,集电极电压恢复到 2飞 ,直到磁心复位之后 ,集电极电压才返回到飞并坚持到下一次导通之前 。

由图 11.5 可知,假如开关管是经过在基竭力日5V 反向电压关断的 ,则B 点(547V、1.73A) 依然在 RBSOA 曲线内,二次击穿是不会发作的 。假如不在基极加反向电压 ,开关管工作状 态就会超越 RBSOA 曲线,二次击穿现象就可能发作 。

因而,固然最初选择的抑止 电容 (图 11.1) 缩短了集电极电压的上升时间 ,但还需求选 择比由式 (11.3 ) 计算出来的值大的电容来减小漏感尖峰 。输出电压较高时 ,即便在关断时 有 5V   的反向驱动,由于关断轨迹程度局部的电流很大 ,漏感尖峰依然可能超出  RBSOA 曲线。这就更需求 个大的缓冲电容 。


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