減緩開關(guān)管電壓
信息來源:本站 日期:2017-05-12
除了可以減緩開關(guān)電壓條件管電壓的上升速度 ,緩沖器的另一個很重要的優(yōu)點是減小了開關(guān)管的 均勻損耗,避免了二次擊穿。二次擊穿發(fā)作在電壓 、電流經(jīng)過基極反向偏置平安工作區(qū)的瞬 間。該數(shù)據(jù)圖表在用戶運用手冊中給出 ( 圖 11.5)。
圖 11.5 2N6836 型管的反向偏置平安工作區(qū) (lSA、450V ) 。變壓器漏感使關(guān)斷之后短時間內(nèi)的電 流恒定 ( 工作點由 A 到 B)。假如沒有反向恢復(fù)電壓偏置,工作點將超出平安工作區(qū) ,三端穩(wěn)壓管三極管將 會發(fā)作二次擊穿 。RCD 緩沖器能夠減小開關(guān)堆疊損耗 ,同時也能夠減小漏感尖峰的幅值
在開關(guān)管關(guān)斷的霎時 ,漏感尖峰很容易超越這個平安邊境 ( 圖 2.10 ) 。開關(guān)管制造商表 示二次擊穿在每次超越邊境時都可能發(fā)作 。
不借助計算機是不可能對關(guān)斷霎時集電極電壓變化的次第和大小停止確切剖析的 ,但通 過下面的近似討論 ,能夠曉得問題的嚴(yán)重性和怎樣經(jīng)過緩沖電容減小漏感尖峰 。
當(dāng) Ql 關(guān)斷時,變壓器的漏感能夠堅持經(jīng)過 Ql 的電流短時間內(nèi)不變。依據(jù)上面的假定 ,近似以為流過遲緩關(guān)斷的開關(guān)管弛緩沖器電容 Cl 的電流均為 Irf2 。
在圖 11.6 中,當(dāng) Q 關(guān)斷時,電感上的電壓反向 。這個反向電壓加在回 饋繞組 N,上,N, 的上端電壓立即降落并經(jīng)過 D4 鉗位到地 。由于 NP 尺 ,所以 Lm 上的電壓被限制為飛 ,則 A 點的電壓上升到 2
是原始電流尖峰的一半/.p/2 ,流經(jīng)漏感 L1、緩沖電容 Cl 和快恢復(fù)二極管 Dl 。這將惹起一個 正弦振蕩,周期為 勿在幣。前半個周期的振幅近似為 lj2rc(Ji,而) 。
前半個周期的振蕩 ,即為漏感尖峰。A 點電壓等于 2飛c 加上尖峰電壓,Jiici 為 LC 電 路的阻尼系數(shù) 。因此增大 Cl 來縮短集電極電壓的上升時間同時也減小了漏感尖峰 。
計算漏感尖峰的大小是十分有意義的 。在 11.4 節(jié)最后的例子中 ,關(guān)于一個 lOOkHz 變壓 器,漏感大約為 15μH 。則有:
固然沒有準(zhǔn)確的剖析 ,但這個漏感尖峰的值足以解釋產(chǎn)生二次擊穿的緣由了 。
圖 11.5 中,關(guān)斷前 Ql 的MOS集成電路電壓一電流位置是在曲線的 A 點,電流值為 3.45A ,電 壓值為 ov。開關(guān)管關(guān)斷時 ,它的負(fù)載軌跡為 ABCD 。關(guān)斷瞬時漏感堅持總電流大小不變 ,但 是 Ql 原始電流 的一半流經(jīng) Cl ,還有 1.73A 的電流經(jīng)過開關(guān)管本身 ,開關(guān)管集電極電壓 電流工作點沿著 AB 軌跡線程度挪動 。在 B 點,電流依然為 1.73A,而電壓為 547V。短暫的 漏感尖峰持續(xù)時間后 ,集電極電壓恢復(fù)到 2飛 ,直到磁心復(fù)位之后 ,集電極電壓才返回到飛并堅持到下一次導(dǎo)通之前 。
由圖 11.5 可知,假如開關(guān)管是經(jīng)過在基竭力日5V 反向電壓關(guān)斷的 ,則B 點(547V、1.73A) 依然在 RBSOA 曲線內(nèi),二次擊穿是不會發(fā)作的 。假如不在基極加反向電壓 ,開關(guān)管工作狀 態(tài)就會超越 RBSOA 曲線,二次擊穿現(xiàn)象就可能發(fā)作 。
因而,固然最初選擇的抑止 電容 (圖 11.1) 縮短了集電極電壓的上升時間 ,但還需求選 擇比由式 (11.3 ) 計算出來的值大的電容來減小漏感尖峰 。輸出電壓較高時 ,即便在關(guān)斷時 有 5V 的反向驅(qū)動,由于關(guān)斷軌跡程度局部的電流很大 ,漏感尖峰依然可能超出 RBSOA 曲線。這就更需求 個大的緩沖電容 。
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