雙極型大功率電源適配器晶體管的基極驅(qū)動電路

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雙極型大功率電源適配器晶體管的基極驅(qū)動電路

20世紀80年代以來，電源適配器領(lǐng)域中，隨著絕緣柵型場效應(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)計中，將會更多地使用FET器件。
然而，仍然有一些場合會繼續(xù)使用雙極型晶體管（如線性整流器和低功率場合）。因為它的價格相對較低，應(yīng)用在線性整流器場合仍然表現(xiàn)出優(yōu)勢。由于雙極型晶體管在少數(shù)場合仍然表現(xiàn)出優(yōu)勢，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，所以對于一個設(shè)計者來說，熟悉它們的主要特性，了解早期的設(shè)計方式，對解決可能發(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)力取決于所選的拓撲、輸入電壓及其波動范圍和輸出功率。本章對每個拓撲進行分析時都給出了這些應(yīng)力的計算公式及其推導(dǎo)過程。
對于功率器件的整體可靠性來說，雙極型晶體管基極驅(qū)動電路的設(shè)計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)動電路設(shè)計的一般規(guī)則及典型設(shè)計方案。
補充：FET為電壓驅(qū)動型器件，在驅(qū)動脈沖的上升沿和下降沿，電流分別流入和流出門極。在驅(qū)動高頻大功率器件時，瞬態(tài)驅(qū)動電流可能會很大，而且導(dǎo)通狀態(tài)門極電壓也可能很高，有些器件高達8V左右。因此，驅(qū)動大功率FET會比想象中要困難。而且，F(xiàn)ET完全導(dǎo)通和關(guān)斷時才比較可靠，當它應(yīng)用在線性場合時，由于開關(guān)管只是部分導(dǎo)通，功率損耗不理想所以FET適用于開關(guān)電路中。

與MOSFET相比，雙極型晶體管為電流驅(qū)動型器件，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合，在其他一些電路中也有應(yīng)用。將來，雙極型晶體管的需求一定不會減少。

巴西規(guī)電源適配器雙極型晶體管的理想基極驅(qū)動電路的主要目標

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、較小輸人電壓時使用較小B值的品體管，并用這個電流驅(qū)動品體管，集電極一發(fā)射極電壓將達到飽和值約為0.5~3.0V。
設(shè)計時必須考慮到，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（圖）中的電流電壓曲線（LV）通常對應(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。基于廠商提供的產(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。

補充：對開關(guān)管的過驅(qū)動會增加存儲時間，這個問題會影響晶體管在開關(guān)電路中的應(yīng)用，而不會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驅(qū)動，適用于開關(guān)電路中。
在大多數(shù)拓撲中，大功率晶體管的電流波形具有從零開始的斜坡形狀，或者從某個值開始的斜坡形狀。因此基極電流應(yīng)當足夠大，以滿足在輸入電壓較小、負載較大、晶體管的B值較小且達到斜坡峰值時，V電壓約為0.5-1.0V。對于工作于不連續(xù)模式且峰值電流比平均電流大很多的反激變換器來說基極到動電流的要求更是如此。

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| 發(fā)布時間：2019.03.18 來源：電源適配器廠家

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