大功率開關(guān)—晶體管的重要任務(wù)
出處:atheling 發(fā)布于:2008-01-02 00:00:00 | 1791 次閱讀
(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關(guān)有很多優(yōu)點,主要是;
(1)容易關(guān)斷,所需要的輔助元器件少,
(2)開關(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,晶體管的開關(guān)能力還小于10kW。目前,它已能控制高達數(shù)百千瓦的功率。這主要歸功于物理學家、技術(shù)人員和電路設(shè)計人員的共同努力,改進了功率晶體管的性能。如
(1)開關(guān)晶體管有效芯片面積的增加,
(2)技術(shù)上的簡化,
(3)晶體管的復(fù)合——達林頓,
(4)用于大功率開關(guān)的基極驅(qū)動技術(shù)的進步。 、
(二)直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開關(guān)
如圖l所示,功率開關(guān)由三只晶體管復(fù)合而成,具有在700V的電壓下開關(guān)200A電流的能力。在這個大功率達林頓開關(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。

如果需要開關(guān)更大的負載電流,可使用更多的晶體管并聯(lián)。圖2示出了一個400A,700V大功率開關(guān),共使用了六只功率晶體管。

晶體管復(fù)合(達林頓)和并聯(lián)都是有效地增加晶體管開關(guān)能力的方法。
在這樣的大功率電路中,存在的主要問題是布線。很高的開關(guān)速度能在很短的連接線上產(chǎn)生相當高的干擾電壓。
(三)簡單和優(yōu)化的基極驅(qū)動造就的高性能
今日的基極驅(qū)動電路不僅驅(qū)動功率晶體管,還保護功率晶體管,稱之為“非集中保護” (和集中保護對照)。在上面的應(yīng)用實例中,集成驅(qū)動電路的功能包括:
(1)開通和關(guān)斷功率開關(guān);
(2)監(jiān)控輔助電源電壓;
(3)限制和最小脈沖寬度;
(4)熱保護;
(5)監(jiān)控開關(guān)的飽和壓降。
應(yīng)用實例如下:

可以看出,用功率晶體管開關(guān)大功率象開關(guān)小功率一樣容易。
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