减缓开关管电压
信(xin)息(xi)来(lai)源(yuan):本站(zhan) 日期:2017-05-12
除了可以减缓开关电压(ya)条件管电压(ya)(ya)的(de)上升速度 ,缓冲器的(de)另一个很重要(yao)的(de)优点是减小了开(kai)关(guan)管的(de) 均匀损(sun)耗,避免了二次(ci)击穿(chuan)(chuan)。二次(ci)击穿(chuan)(chuan)发作在电压(ya)(ya) 、电流经过基极(ji)反向偏置平安工作区(qu)的(de)瞬 间。该数据图表在用(yong)户运(yun)用(yong)手(shou)册(ce)中(zhong)给出(chu) ( 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(guan)三极管将 会发作(zuo)二次(ci)击穿(chuan) 。RCD 缓冲(chong)器(qi)能够减(jian)小开(kai)关堆叠(die)损耗 ,同时(shi)也能够减(jian)小漏(lou)感(gan)尖峰的(de)幅值(zhi)
在(zai)开关(guan)管(guan)关(guan)断的霎(sha)时(shi)(shi) ,漏感尖峰很(hen)容易超越(yue)这(zhei)个(ge)平安(an)边境(jing)(jing) ( 图 2.10 ) 。开关(guan)管(guan)制造商表 示二次击(ji)穿(chuan)在(zai)每次超越(yue)边境(jing)(jing)时(shi)(shi)都可能(neng)发(fa)作(zuo) 。
不借助计(ji)算(suan)机是不可能对关断霎(sha)时集(ji)电极电压(ya)变化的(de)次第(di)和大小停止(zhi)确切(qie)剖析的(de) ,但(dan)通 过(guo)下面的(de)近(jin)似讨论 ,能够晓得问题的(de)严重(zhong)性和怎样经过(guo)缓冲电容(rong)减小漏感尖峰 。
当 Ql 关断时(shi),变压器(qi)的漏(lou)感能够坚(jian)持(chi)经(jing)过 Ql 的电流(liu)(liu)短时(shi)间内(nei)不变。依(yi)据上面的假定(ding) ,近似以(yi)为流(liu)(liu)过迟缓关断的开关管弛缓冲器(qi)电容 Cl 的电流(liu)(liu)均为 Irf2 。
在图 11.6 中(zhong),当 Q 关断(duan)时(shi),电(dian)(dian)感上(shang)(shang)(shang)的电(dian)(dian)压反(fan)向(xiang) 。这个(ge)反(fan)向(xiang)电(dian)(dian)压加在回 馈绕组 N,上(shang)(shang)(shang),N, 的上(shang)(shang)(shang)端电(dian)(dian)压立即降落并经过 D4 钳位到(dao)地 。由于 NP 尺 ,所以 Lm 上(shang)(shang)(shang)的电(dian)(dian)压被限制为飞 ,则 A 点的电(dian)(dian)压上(shang)(shang)(shang)升到(dao) 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(zhen)荡,周期为(wei) 勿在币。前半个周期的(de)振(zhen)幅近似为(wei) lj2rc(Ji,而) 。
前半个周期的振荡(dang) ,即为漏(lou)感(gan)尖峰(feng)。A 点电压(ya)等于 2飞c 加上(shang)尖峰(feng)电压(ya),Jiici 为 LC 电 路的阻(zu)尼系数 。因(yin)此增大(da) Cl 来缩短集电极电压(ya)的上(shang)升时(shi)(shi)间同时(shi)(shi)也减小了漏(lou)感(gan)尖峰(feng) 。
计算漏感(gan)(gan)尖峰的大(da)小是十分有意义的 。在 11.4 节最后的例子(zi)中 ,关于一个 lOOkHz 变压(ya) 器,漏感(gan)(gan)大(da)约为 15μH 。则有:
固然没有准确的剖析 ,但这个漏(lou)感尖峰的值(zhi)足以解释产生二次击穿的缘由(you)了 。
图 11.5 中,关断前 Ql 的MOS集成电路电(dian)(dian)压(ya)(ya)一电(dian)(dian)流(liu)(liu)位置(zhi)是在曲线的(de) A 点,电(dian)(dian)流(liu)(liu)值为 3.45A ,电(dian)(dian) 压(ya)(ya)值为 ov。开关管关断时(shi) ,它的(de)负(fu)载(zai)轨(gui)迹为 ABCD 。关断瞬时(shi)漏感(gan)坚(jian)持总电(dian)(dian)流(liu)(liu)大小不变 ,但 是 Ql 原始(shi)电(dian)(dian)流(liu)(liu) 的(de)一半流(liu)(liu)经 Cl ,还有 1.73A 的(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)经过(guo)开关管本身 ,开关管集电(dian)(dian)极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya) 电(dian)(dian)流(liu)(liu)工作点沿(yan)着 AB 轨(gui)迹线程度挪动 。在 B 点,电(dian)(dian)流(liu)(liu)依然为 1.73A,而电(dian)(dian)压(ya)(ya)为 547V。短暂的(de) 漏感(gan)尖峰(feng)持续时(shi)间(jian)后 ,集电(dian)(dian)极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)恢复到 2飞 ,直(zhi)到磁心复位之(zhi)后 ,集电(dian)(dian)极(ji)电(dian)(dian)压(ya)(ya)才返回到飞并(bing)坚(jian)持到下一次导通(tong)之(zhi)前(qian) 。
由图 11.5 可(ke)(ke)知,假如(ru)开(kai)(kai)关(guan)(guan)管是经过(guo)在(zai)基(ji)竭力日5V 反向(xiang)电压(ya)关(guan)(guan)断的(de) ,则B 点(dian)(547V、1.73A) 依(yi)然在(zai) RBSOA 曲线内(nei),二次击(ji)穿是不(bu)会(hui)发作(zuo)的(de) 。假如(ru)不(bu)在(zai)基(ji)极(ji)加(jia)反向(xiang)电压(ya) ,开(kai)(kai)关(guan)(guan)管工作(zuo)状(zhuang) 态(tai)就会(hui)超越 RBSOA 曲线,二次击(ji)穿现(xian)象就可(ke)(ke)能发作(zuo) 。
因而,固然(ran)最(zui)初选择的(de)抑止 电(dian)(dian)容(rong) (图 11.1) 缩短了集(ji)电(dian)(dian)极电(dian)(dian)压的(de)上升时(shi)间 ,但还需(xu)求选 择比由式 (11.3 ) 计算出(chu)来的(de)值大(da)的(de)电(dian)(dian)容(rong)来减小漏感(gan)尖峰 。输出(chu)电(dian)(dian)压较高时(shi) ,即便在关断时(shi) 有 5V 的(de)反(fan)向驱动,由于关断轨迹程度局部(bu)的(de)电(dian)(dian)流很大(da) ,漏感(gan)尖峰依然(ran)可能(neng)超出(chu) RBSOA 曲线。这就更需(xu)求 个大(da)的(de)缓冲电(dian)(dian)容(rong) 。
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