开关电源核心技术:MOSFET、IGBT与BJT特性解析
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更新于2024-08-28
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"彩电开关电源主要探讨了开关电源中常用的主要器件,包括双极型晶体管BJT、快速晶闸管SCR、可关断GTO晶闸管、场效应晶体管MOSFET以及绝缘栅双极型晶体管IGBT。在实际应用中,MOSFET和IGBT是主流选择,而在小功率变换器中,BJT仍有其地位。开关器件的性能直接影响开关变换器的工作效率,损耗与B极驱动电压和电流波形密切相关。"
在开关电源设计中,不同类型的晶体管有着不同的控制机制和特性。双极型晶体管BJT是一种电流控制型器件,其工作基于载流子的互相作用,通常表现为共射极电流放大倍数β。在开关应用中,BJT通常处于饱和导通或截止状态,为了提高开关速度,往往使其工作在准饱和状态,这样能有效减小退出饱和所需的时间。
场效应晶体管MOSFET则是一种电压控制型器件,其控制方式与BJT截然不同,主要通过改变栅极与源极之间的电压来控制漏极电流。MOSFET的栅源回路阻抗相对较高,但在高频操作中,输入极间电容的影响不容忽视。此外,MOSFET的开关速度受到反向恢复时间的限制,因为并联的反向二极管的反向恢复时间会影响整体开关性能。随着开关频率的提高,还需要考虑开关电流对驱动电路产生的噪声干扰问题。
绝缘栅双极型晶体管IGBT结合了BJT和MOSFET的优点,是大功率应用中的理想选择。IGBT是电压控制的,但其内部结构包含一个BJT,因此它具有较高的开通和关断速度,并且能够处理较大的电流。在IGBT的设计中,需要关注关断电压和导通电流,这些参数会根据变换器的类型、功率需求以及系统的可靠性要求而变化。
彩电开关电源的高效运行依赖于正确选择和优化开关器件,以及理解它们的特性,包括驱动电压、电流波形、开关速度、反向恢复时间等因素。设计者需要综合考虑各种因素,以确保开关电源的性能、效率和稳定性。
2020-11-03 上传
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