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(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)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(shí)間內(nèi)的電 流恒定 （ 工作點(diǎn)由 A 到 B）。假如沒有反向恢復(fù)電壓偏置，工作點(diǎn)將超出平安工作區(qū) ，三端穩(wěn)壓管三極管將 會(huì)發(fā)作二次擊穿 。RCD 緩沖器能夠減小開關(guān)堆疊損耗 ，同時(shí)也能夠減小漏感尖峰的幅值
在開關(guān)管關(guān)斷的霎時(shí) ，漏感尖峰很容易超越這個(gè)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(shí)都可能發(fā)作 。
不借助計(jì)算機(jī)是不可能對(duì)關(guān)斷霎時(shí)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(shí)，變壓器的漏感能夠堅(jiān)持經(jīng)過 Ql 的電流短時(shí)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(shí)，電感上的電壓反向 。這個(gè)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(diǎn)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(gè) 正弦振蕩，周期為 勿在幣。前半個(gè)周期的振幅近似為 lj2rc(Ji,而） 。
前半個(gè)周期的振蕩 ，即為漏感尖峰。A 點(diǎn)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(shí)間同時(shí)也減小了漏感尖峰 。
計(jì)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(gè) 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(gè)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(diǎn)，電流值為 3.45A ，電 壓值為 ov。開關(guān)管關(guān)斷時(shí) ，它的負(fù)載軌跡為 ABCD 。關(guān)斷瞬時(shí)漏感堅(jiān)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(diǎn)沿著 AB 軌跡線程度挪動(dòng) 。在 B 點(diǎn)，電流依然為 1.73A，而電壓為 547V。短暫的 漏感尖峰持續(xù)時(shí)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(jiān)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(diǎn)（547V、1.73A) 依然在 RBSOA 曲線內(nèi)，二次擊穿是不會(huì)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(huì)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(shí)間 ，但還需求選 擇比由式 (11.3 ） 計(jì)算出來的值大的電容來減小漏感尖峰 。輸出電壓較高時(shí) ，即便在關(guān)斷時(shí) 有 5V 的反向驅(qū)動(dòng)，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(gè)大的緩沖電容 。
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