大功率开关—晶体管的重要任务

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大功率开关—晶体管的重要任务

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URR4002   BD144   
(一)控制大功率

现在的功率晶体管能控制数百千瓦的功率,使用功率晶体管作为开关有很多优点,主要是;

(1)容易关断,所需要的辅助元器件少,

(2)开关迅速,能在很高的频率下工作,

(3)可得到的器件耐压范围从100V到700V,应有尽有.

几年前,晶体管的开关能力还小于10kW。目前,它已能控制高达数百千瓦的功率。这主要归功于物理学家、技术人员和电路设计人员的共同努力,改进了功率晶体管的性能。如

(1)开关晶体管有效芯片面积的增加,

(2)技术上的简化,

(3)晶体管的复合——达林顿,

(4)用于大功率开关的基极驱动技术的进步。 、

(二)直接工作在整流380V市电上的晶体管功率开关

如图l所示,功率开关由三只晶体管复合而成,具有在700V的电压下开关200A电流的能力。在这个大功率达林顿开关中,两只50A、700V的晶体管并联并被第三只同样的晶体管驱动。


 


如果需要开关更大的负载电流,可使用更多的晶体管并联。图2示出了一个400A,700V大功率开关,共使用了六只功率晶体管。

 

晶体管复合(达林顿)和并联都是有效地增加晶体管开关能力的方法。

在这样的大功率电路中,存在的主要问题是布线。很高的开关速度能在很短的连接线上产生相当高的干扰电压。

(三)简单和优化的基极驱动造就的高性能

今日的基极驱动电路不仅驱动功率晶体管,还保护功率晶体管,称之为“非集中保护” (和集中保护对照)。在上面的应用实例中,集成驱动电路的功能包括:

(1)开通和关断功率开关;

(2)监控辅助电源电压;

(3)限制最大和最小脉冲宽度;

(4)热保护;

(5)监控开关的饱和压降。

应用实例如下:

 

可以看出,用功率晶体管开关大功率象开关小功率一样容易。

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