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必了解的开关电源之元器件选择(五)
来源:东莞市成良智能科技 发布时间:2019-08-03 点击量:976
接着前面的说,主要来说开关电源的MOSFET和BJT方面,帮大家能做出好的选择吧。
开关电源之非理想电压驱动源栅极电压波形但如果两个MOSFET并联,可能你仍用一个电阻,或许用它原来的一半。不,这样不行,即使有另外限流措施,如磁珠串联,仍必须每个栅极一个电阻。
开关电源之原因是两个 MOSFET 有各自的栅极电荷和引线电感,形成一个欠阻尼振荡网络,而观察到并联的 MOSFET有100MHz 振荡!如果用一个数字示波器,并不注意此振荡,你可能看不到它们,但它们引起损耗,当然也引起 EMI。开关电源之栅极电阻主要是用来阻尼栅极振荡。为了避免振荡,在栅极-源极之间并联一个 20V 稳压二极管,有人用40V驱动栅极,使栅极电容充电更快地通过开启电压。
开关电源的箝位二极管击穿保护栅极电压不要超过它的最大值,这样消耗了更大功率。正确的方法是用低输出阻抗的源驱动栅极。要是功率 MOSFET 导通时间10ns的驱动最好。
开关电源的功率 MOSFET 可以工作范围很广,低电压下几十瓦达 1MHz 以上;数千瓦可达数百 kHz。低电压器件导通电阻很小,随电压定额提高,导通电阻随电压增加指数增加。利用这一特性低电压用于同步整流,也可将低电压 MOSFET 串联在 BJT 发射极,利用 MOSFET 的开关速度,利用 BJT 的电压定额。U为MOSFET和BJT驱动开关电源。T为BJT的比例驱动电流互感器。开关电源PWM信号驱动MOSFET(Tr1)。当MOSFET导通时,导通压降很小,将BJT的发射极接地,驱动电源U通过限流电阻R迫使BJT初始导通,一旦BJT开始导通,设置在BJT集电极的电流互感器T在初级流过电流Ic,在次级正比感应电流经D1注入到BJT基极。
一般互感器变比 1/n《(1/β),例如n=1:10,而BJT的最小β=15。这样互感器注入到BJT的电流产生更大的集电极电流,从而更大的基极电流注入,如此正反馈直至BJT饱和导通。完成导通过程。如果先将开关电源之 MOSFET 关断,首先 BJT 的发射极电位提高造成 BE 结反偏,集电极电流减少,互感器初级电流减少,基极电流减少,一旦进入 BJT 放大区迅速正反馈关断MOSFET 与 BJT 组合大电流低压MOSFET导通电阻非常小,开关速度快;而BJT关断时,承受电压是U(BR)CER。高压 MOSFET 也可与 IGBT 或 BJT 并联,驱动 MOSFET 先开通后关断。因为 MOSFET 承担了开关过渡时间,BJT 或 IGBT 零电压开通与关断;导通时,高压 MOSFET 比 IGBT 或 BJT 具有更高的压降,负载电流大部分流经 IGBT 或 BJT,只有很少部分通过 MOSFET,减少了导通损耗。尽管如此,BJT 或 IGBT 的开关时间仍是限制提高频率的主要因素。
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