減緩開(kāi)關(guān)管電壓
信息來(lái)源:本站 日期:2017-05-12
除了可以減緩開(kāi)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(kāi)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(guò)基極反向偏置平安工作區的瞬 間。該數據圖表在用戶(hù)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 (lSA、450V ) 。變壓器漏感使關(guān)斷之后短時(shí)間內的電 流恒定 ( 工作點(diǎn)由 A 到 B)。假如沒(méi)有反向恢復電壓偏置,工作點(diǎn)將超出平安工作區 ,三端穩壓管三極管將 會(huì )發(fā)作二次擊穿 。RCD 緩沖器能夠減小開(kāi)關(guān)堆疊損耗 ,同時(shí)也能夠減小漏感尖峰的幅值
在開(kāi)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(kāi)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 。
不借助計算機是不可能對關(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(guò)下面的近似討論 ,能夠曉得問(wèn)題的嚴重性和怎樣經(jīng)過(guò)緩沖電容減小漏感尖峰 。
當 Ql 關(guān)斷時(shí),變壓器的漏感能夠堅持經(jīng)過(guò) Ql 的電流短時(shí)間內不變。依據上面的假定 ,近似以為流過(guò)遲緩關(guān)斷的開(kāi)關(guān)管弛緩沖器電容 Cl 的電流均為 Irf2 。
在圖 11.6 中,當 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(guò) 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 。因此增大 Cl 來(lái)縮短集電極電壓的上升時(shí)間同時(shí)也減小了漏感尖峰 。
計算漏感尖峰的大小是十分有意義的 。在 11.4 節最后的例子中 ,關(guān)于一個(gè) lOOkHz 變壓 器,漏感大約為 15μH 。則有:
固然沒(méi)有準確的剖析 ,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(xiàn)的 A 點(diǎn),電流值為 3.45A ,電 壓值為 ov。開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí) ,它的負載軌跡為 ABCD 。關(guān)斷瞬時(shí)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(guò)開(kāi)關(guān)管本身 ,開(kāi)關(guān)管集電極電壓 電流工作點(diǎn)沿著(zhù) AB 軌跡線(xiàn)程度挪動(dòng) 。在 B 點(diǎn),電流依然為 1.73A,而電壓為 547V。短暫的 漏感尖峰持續時(shí)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(kāi)關(guān)管是經(jīng)過(guò)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(xiàn)內,二次擊穿是不會(huì )發(fā)作的 。假如不在基極加反向電壓 ,開(kāi)關(guān)管工作狀 態(tài)就會(huì )超越 RBSOA 曲線(xiàn),二次擊穿現象就可能發(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 ) 計算出來(lái)的值大的電容來(lái)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(xiàn)。這就更需求 個(gè)大的緩沖電容 。
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