大功率開(kāi)關(guān)—晶體管的重要任務(wù)

2016-07-05 15:37

(一)控制大功率 現(xiàn)在的功率晶體管能控制數(shù)百千瓦的功率,使用功率晶體管作為開(kāi)關(guān)有很多優(yōu)點(diǎn),主要是; (1)容易關(guān)斷,所需要的輔助元器件少, (2)開(kāi)關(guān)迅速,能在很高的頻率下工作, (3)可得到的器件耐壓范圍從100V到700V,應(yīng)有盡有. 幾年前,晶體管的開(kāi)關(guān)能力還小于10kW。目前,它已能控制高達(dá)數(shù)百千瓦的功率。這主要?dú)w功于物理學(xué)家、技術(shù)人員和電路設(shè)計(jì)人員的共同努力,改進(jìn)了功率晶體管的性能。如 (1)開(kāi)關(guān)晶體管有效芯片面積的增加, (2)技術(shù)上的簡(jiǎn)化, (3)晶體管的復(fù)合——達(dá)林頓, (4)用于大功率開(kāi)關(guān)的基極驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。 、 (二)直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開(kāi)關(guān) 如圖l所示,功率開(kāi)關(guān)由三只晶體管復(fù)合而成,具有在700V的電壓下開(kāi)關(guān)200A電流的能力。在這個(gè)大功率達(dá)林頓開(kāi)關(guān)中,兩只50A、700V的晶體管并聯(lián)并被第三只同樣的晶體管驅(qū)動(dòng)。
大功率開(kāi)關(guān)—晶體管的重要任務(wù)?
如果需要開(kāi)關(guān)更大的負(fù)載電流,可使用更多的晶體管并聯(lián)。圖2示出了一個(gè)400A,700V大功率開(kāi)關(guān),共使用了六只功率晶體管。
大功率開(kāi)關(guān)—晶體管的重要任務(wù)
晶體管復(fù)合(達(dá)林頓)和并聯(lián)都是有效地增加晶體管開(kāi)關(guān)能力的方法。 在這樣的大功率電路中,存在的主要問(wèn)題是布線。很高的開(kāi)關(guān)速度能在很短的連接線上產(chǎn)生相當(dāng)高的干擾電壓。 (三)簡(jiǎn)單和優(yōu)化的基極驅(qū)動(dòng)造就的高性能 今日的基極驅(qū)動(dòng)電路不僅驅(qū)動(dòng)功率晶體管,還保護(hù)功率晶體管,稱(chēng)之為“非集中保護(hù)” (和集中保護(hù)對(duì)照)。在上面的應(yīng)用實(shí)例中,集成驅(qū)動(dòng)電路的功能包括: (1)開(kāi)通和關(guān)斷功率開(kāi)關(guān); (2)監(jiān)控輔助電源電壓; (3)限制最大和最小脈沖寬度; (4)熱保護(hù); (5)監(jiān)控開(kāi)關(guān)的飽和壓降。 應(yīng)用實(shí)例如下: 大功率開(kāi)關(guān)—晶體管的重要任務(wù)
可以看出,用功率晶體管開(kāi)關(guān)大功率象開(kāi)關(guān)小功率一樣容易。