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                            設計電源雙極型晶體管

                            信息來源:本站 日期:2017-05-11 

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                            在過去的十幾年中,大功率場效應管引發了電源工業的反動,而且大大地促進了電子工業的展開。由于MOSFET管具有更快的開關速度,電源開關頻率可以做得更高,可以從50kHz進步到200kHz以致400kHz。同時也使得開關電源的體積變得更小,由此產生了大量運用小型電源的新產品。個人計算機的不時小型化就是一個典型的例子 。


                            開關電源工作頻率的不時進步促使電子元件工業發作了普遍的改造。半導體工業首當其沖,更多的研討經費投入于MOSFET管的研討。MOS管的額定電壓和額定電流得到了 顯著進步 ,本錢卻逐漸降落 ,使它可以應用于大量新的場所 。目前己經開發出在高頻率、高磁通密度條件下有更低損耗的磁性元件 ,并且推出了能工 作在更高頻率的 PWM 芯片。工作頻率的進步和變壓器、濾波電容體積的減小,懇求其他器件的尺寸也要減小,從而對制造工藝提出了更高的懇求(比如表面安裝技術 SMT ) 。諧振電源半橋是一個新的工業和研討范疇。頻率為2030kHz,運用可控硅整流器的諧振電源曾經運用了多年。


                            MOS目T管的呈現使電路可以工作在更高的頻率,大量研討人員正著手開發各種頻率為0.35MHz的新型諧振電路拓撲。在頻率高于lOOkHz的設計中,設計者必需認真思索原本在頻率低于lOOkHz時可以忽略的現象。比如集膚效應,特別是變壓器線圈的臨近效應損耗 ,由于高頻時這些損耗在整個變 壓器損耗中所占 的比重增大。快恢復二極管由于電流波形具有更快的上升時間,地線和供電回路上的 Ldildt 尖峰變得愈加復雜棘手 ,所以需求設計者愈加留意線路規劃 ,如具有低電感特性的地線和供 電回路及關鍵節點的稿合電容等 。固然存在這些不肯定的要素和問題 ,但是電源設計者只 要熟習雙極型晶體超結場效應管的設計 ,掌握關于 MOSFET 管特性的基本信息 ,就可以很快學會運用 MOS田T 管中止開關電路設計 。


                            對電路設計者來說 ,決議MOSFET 管特性的制造材料和固態物理結構并不太重要 ,這里不予討論。 在電路設計中 ,MOS四T管的直流伏安特性 、極間電容 、溫度特性和開關速度等是需求思索 的,本文只對這些方面中止討論 。在很大程度上 ,用 MOS陽T管設計電源比用雙極型晶體管更簡單。


                            MOSFET管輸入端(柵極)的驅動電路要比雙極型晶體管的基極驅動電路簡單得多。而且MOSFET 管沒有存儲時間,就避免了復雜的Baker鉗位電路和比例基極驅動電路。另外,雙極型晶體場效應管管盧值在制造過程中可能相差達4倍所惹起的問題在MOSFET管的運用中也己不存在 。在關斷過程中 ,由于MOSFET 管電流降落速度很快 ,輸出端的降落電流和上升電壓在較 低的電流下會發作堆疊 ,從而減小了堆疊損耗即交流開關損耗 ( 1.3.4 節)。這樣就可以簡化 以致不需求緩沖器了 .


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