减缓开关管电压
信息来源(yuan)：本(ben)站 日期(qi)：2017-05-12
除了可以减缓开关电压条件管电压的(de)上升速(su)度 ，缓(huan)冲(chong)器的(de)另一个很重要的(de)优点是减小了开关管的(de) 均(jun)匀损(sun)耗，避免了二次(ci)击(ji)穿。二次(ci)击(ji)穿发作在电压 、电流经过基(ji)极反向偏置平安工作区的(de)瞬(shun) 间。该数据图表在用户(hu)运(yun)用手册中给出 （ 图 11.5）。
图 11.5 2N6836 型管的反向偏置平安工作区 (lSA、450V ） 。变压器漏感使关断之后短时间内的电 流恒定 （ 工作点由 A 到 B）。假如没有反向恢复电压偏置，工作点将超出平安工作区 ，三(san)端稳(wen)压管三极管将 会发作二次击穿 。RCD 缓冲器能够(gou)减(jian)小开(kai)关堆叠损耗 ，同时(shi)也能够(gou)减(jian)小漏感尖(jian)峰的幅值(zhi)
在开关(guan)(guan)管关(guan)(guan)断的霎时 ，漏感尖峰很容易超越这(zhei)个平安边(bian)境 （ 图 2.10 ） 。开关(guan)(guan)管制造商表 示二次(ci)击穿在每次(ci)超越边(bian)境时都可能发作 。
不借助(zhu)计(ji)算机(ji)是不可(ke)能(neng)(neng)对关断霎时集(ji)电(dian)极(ji)电(dian)压变(bian)化的次第(di)和大小停(ting)止(zhi)确切剖析的 ，但(dan)通(tong) 过下面的近(jin)似讨论(lun) ，能(neng)(neng)够晓得问题(ti)的严重(zhong)性和怎样经过缓冲电(dian)容减(jian)小漏感(gan)尖峰 。
当(dang) Ql 关(guan)断时，变压器的漏感(gan)能够(gou)坚持经过 Ql 的电(dian)流(liu)短(duan)时间内不变。依据上面的假定 ，近似(si)以为流(liu)过迟(chi)缓关(guan)断的开关(guan)管弛缓冲(chong)器电(dian)容 Cl 的电(dian)流(liu)均为 Irf2 。
在图 11.6 中，当(dang) Q 关断(duan)时，电(dian)感(gan)上的(de)电(dian)压反(fan)向(xiang) 。这个反(fan)向(xiang)电(dian)压加在回 馈绕组 N，上，N, 的(de)上端电(dian)压立即降落并经过 D4 钳位到(dao)(dao)地(di) 。由于 NP 尺 ，所以 Lm 上的(de)电(dian)压被限(xian)制为飞 ，则 A 点的(de)电(dian)压上升到(dao)(dao) 2
是原始电流尖峰的一半／.p/2 ，流经漏感 L1、缓冲电容 Cl 和快恢复二极管 Dl 。这将(jiang)惹起一个 正弦(xian)振荡(dang)，周期(qi)为(wei) 勿在币。前半个周期(qi)的振幅近似为(wei) lj2rc(Ji,而） 。
前(qian)半个周期的(de)振(zhen)荡 ，即为漏(lou)感尖峰(feng)。A 点电(dian)(dian)压(ya)等于 2飞c 加上(shang)尖峰(feng)电(dian)(dian)压(ya)，Jiici 为 LC 电(dian)(dian) 路的(de)阻尼系(xi)数 。因(yin)此(ci)增(zeng)大(da) Cl 来缩(suo)短集电(dian)(dian)极电(dian)(dian)压(ya)的(de)上(shang)升时间同时也减小了漏(lou)感尖峰(feng) 。
计算漏感尖峰的大(da)小是(shi)十分(fen)有意义的 。在 11.4 节(jie)最后的例子中 ，关(guan)于(yu)一个 lOOkHz 变压 器，漏感大(da)约为 15μH 。则(ze)有：
固然(ran)没有(you)准确的剖析(xi) ，但(dan)这(zhei)个漏感尖峰的值足以解释产生(sheng)二(er)次击(ji)穿的缘由了(le) 。
图 11.5 中，关断前 Ql 的MOS集成电路电(dian)压(ya)一(yi)(yi)电(dian)流(liu)位置是(shi)在曲线(xian)的(de) A 点(dian)(dian)，电(dian)流(liu)值为 3.45A ，电(dian) 压(ya)值为 ov。开(kai)关管关断时(shi) ，它(ta)的(de)负载轨(gui)迹(ji)为 ABCD 。关断瞬(shun)时(shi)漏感(gan)坚持总电(dian)流(liu)大(da)小不变 ，但 是(shi) Ql 原始电(dian)流(liu) 的(de)一(yi)(yi)半流(liu)经 Cl ，还有 1.73A 的(de)电(dian)流(liu)经过开(kai)关管本身 ，开(kai)关管集电(dian)极电(dian)压(ya) 电(dian)流(liu)工作点(dian)(dian)沿(yan)着 AB 轨(gui)迹(ji)线(xian)程度挪动 。在 B 点(dian)(dian)，电(dian)流(liu)依(yi)然为 1.73A，而电(dian)压(ya)为 547V。短暂的(de) 漏感(gan)尖峰持续(xu)时(shi)间(jian)后 ，集电(dian)极电(dian)压(ya)恢复到 2飞 ，直(zhi)到磁心复位之后 ，集电(dian)极电(dian)压(ya)才返回(hui)到飞并坚持到下一(yi)(yi)次导(dao)通(tong)之前 。
由图 11.5 可(ke)知，假如开关(guan)管是经过(guo)在(zai)基(ji)竭力日5V 反向电压关(guan)断(duan)的(de) ，则B 点（547V、1.73A) 依然(ran)在(zai) RBSOA 曲(qu)线内，二(er)次击(ji)穿(chuan)是不(bu)会发(fa)作(zuo)的(de) 。假如不(bu)在(zai)基(ji)极加反向电压 ，开关(guan)管工作(zuo)状 态就会超越 RBSOA 曲(qu)线，二(er)次击(ji)穿(chuan)现象就可(ke)能发(fa)作(zuo) 。
因而，固然(ran)最初(chu)选(xuan)择的(de)抑(yi)止(zhi) 电(dian)容(rong) （图 11.1） 缩短了集电(dian)极电(dian)压的(de)上升时(shi)间 ，但还需求选(xuan) 择比由(you)式(shi) (11.3 ） 计算出(chu)(chu)来的(de)值(zhi)大的(de)电(dian)容(rong)来减小(xiao)漏(lou)感尖(jian)峰 。输出(chu)(chu)电(dian)压较(jiao)高时(shi) ，即便在关(guan)断时(shi) 有 5V 的(de)反向驱(qu)动(dong)，由(you)于关(guan)断轨迹程度局(ju)部(bu)的(de)电(dian)流很大 ，漏(lou)感尖(jian)峰依然(ran)可能超出(chu)(chu) RBSOA 曲线。这就更需求 个大的(de)缓冲电(dian)容(rong) 。
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