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雙極型大功率電源適配器晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路

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雙極型大功率電源適配器晶體管的基極驅(qū)動(dòng)電路

     20世紀(jì)80年代以來(lái)，電源適配器領(lǐng)域中，隨著絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ MOSFET管，或僅僅是FET管）的發(fā)展，雙極型大功率晶體管逐漸被FET管取代。在以后的設(shè)計(jì)中，將會(huì)更多地使用FET器件。
    然而，仍然有一些場(chǎng)合會(huì)繼續(xù)使用雙極型晶體管（如線性整流器和低功率場(chǎng)合）。因?yàn)樗膬r(jià)格相對(duì)較低，應(yīng)用在線性整流器場(chǎng)合仍然表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。由于雙極型晶體管在少數(shù)場(chǎng)合仍然表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，并且某些應(yīng)用中的絕大多數(shù)電源適配器較初都是使用雙極型晶體管的，所以對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，熟悉它們的主要特性，了解早期的設(shè)計(jì)方式，對(duì)解決可能發(fā)生的故障是非常重要的。
    采用雙極型晶體管設(shè)計(jì)電源適配器，首先要合理地選擇器件的電壓和電流額定值。器件的較大電壓和電流應(yīng)力取決于所選的拓?fù)?、輸入電壓及其波?dòng)范圍和輸出功率。本章對(duì)每個(gè)拓?fù)溥M(jìn)行分析時(shí)都給出了這些應(yīng)力的計(jì)算公式及其推導(dǎo)過(guò)程。
    對(duì)于功率器件的整體可靠性來(lái)說(shuō)，雙極型晶體管基極驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方法和晶體管電壓和電流額定值的選擇同樣重要。下面將討論基極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的一般規(guī)則及典型設(shè)計(jì)方案。
    補(bǔ)充：FET為電壓驅(qū)動(dòng)型器件，在驅(qū)動(dòng)脈沖的上升沿和下降沿，電流分別流入和流出門極。在驅(qū)動(dòng)高頻大功率器件時(shí)，瞬態(tài)驅(qū)動(dòng)電流可能會(huì)很大，而且導(dǎo)通狀態(tài)門極電壓也可能很高，有些器件高達(dá)8V左右。因此，驅(qū)動(dòng)大功率FET會(huì)比想象中要困難。而且，F(xiàn)ET完全導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)才比較可靠，當(dāng)它應(yīng)用在線性場(chǎng)合時(shí)，由于開(kāi)關(guān)管只是部分導(dǎo)通，功率損耗不理想所以FET適用于開(kāi)關(guān)電路中。

與MOSFET相比，雙極型晶體管為電流驅(qū)動(dòng)型器件，基極電流與集電極電流成比例變化該比例被定義為晶體管的增益。基極需要的驅(qū)動(dòng)電壓很小，大概在0。6V左右，基極特性類似于二極管。雙極性晶體管多用于線性場(chǎng)合，在其他一些電路中也有應(yīng)用。將來(lái)，雙極型晶體管的需求一定不會(huì)減少。

巴西規(guī)電源適配器雙極型晶體管的理想基極驅(qū)動(dòng)電路的主要目標(biāo)

導(dǎo)通期間足夠大的電流
    基極輸入電流應(yīng)足夠大，使得晶體管在增益較小的情況下，在較大輸入電流、較小輸人電壓時(shí)使用較小B值的品體管，并用這個(gè)電流驅(qū)動(dòng)品體管，集電極一發(fā)射極電壓將達(dá)到飽和值約為0.5~3.0V。
    設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到，晶體管的B值具有4倍的變化范圍。電源適配器廠商器件手冊(cè)（圖）中的電流電壓曲線（LV）通常對(duì)應(yīng)于典型或常用的B值。可以假設(shè)，較小B值是曲線中給出的典型值的一半，較大B值為典型值的兩倍。

典型高壓大電流雙極型品體管2N6676（15A，450V）的（L-V）曲線。這樣的曲線通常是具有典型B值的管子的曲線?；趶S商提供的產(chǎn)品資料，較低B值的管子的B值大約是圖中所示B值的一半，較高B值的管子則大約是其兩倍。

    補(bǔ)充：對(duì)開(kāi)關(guān)管的過(guò)驅(qū)動(dòng)會(huì)增加存儲(chǔ)時(shí)間，這個(gè)問(wèn)題會(huì)影響晶體管在開(kāi)關(guān)電路中的應(yīng)用，而不會(huì)影響到它在線性整流器中的應(yīng)用。圖所示的貝克鉗位電路可以防止過(guò)驅(qū)動(dòng)，適用于開(kāi)關(guān)電路中。
    在大多數(shù)拓?fù)渲?，大功率晶體管的電流波形具有從零開(kāi)始的斜坡形狀，或者從某個(gè)值開(kāi)始的斜坡形狀。因此基極電流應(yīng)當(dāng)足夠大，以滿足在輸入電壓較小、負(fù)載較大、晶體管的B值較小且達(dá)到斜坡峰值時(shí)，V電壓約為0.5-1.0V。對(duì)于工作于不連續(xù)模式且峰值電流比平均電流大很多的反激變換器來(lái)說(shuō)基極到動(dòng)電流的要求更是如此。

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| 發(fā)布時(shí)間：2019.03.18    來(lái)源：電源適配器廠家
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