減緩開關管電壓
信息來源：本站 日期：2017-05-12
除了可以減緩開關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堆疊損耗 ，同時也能夠減小漏感尖峰的幅值
在開關管關斷的霎時 ，漏感尖峰很容易超越這個平安邊境 （ 圖 2.10 ） 。開關管制造商表 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 ，能夠曉得問題的嚴重性和怎樣經(jīng)過緩沖電容減小漏感尖峰 。
當 Ql 關斷時，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斷的開關管弛緩沖器電容 Cl 的電流均為 Irf2 。
在圖 11.6 中，當 Q 關斷時，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 ，關于一個 lOOkHz 變壓 器，漏感大約為 15μH 。則有：
固然沒有準確的剖析 ，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。開關管關斷時 ，它的負載軌跡為 ABCD 。關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)過開關管本身 ，開關管集電極電壓 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 ，集電極電壓恢復到 2飛 ，直到磁心復位之后 ，集電極電壓才返回到飛并堅持到下一次導通之前 。
由圖 11.5 可知，假如開關管是經(jīng)過在基竭力日5V 反向電壓關斷的 ，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 ，即便在關斷時 有 5V 的反向驅(qū)動，由于關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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