高壓雙極晶體管的典型驅(qū)動電路

圖中采用了緩沖二極管與貝克鉗位電路的組合電路，并用推挽驅(qū)動電路作為Q1的基極驅(qū)動電路。

這種充電器電路設(shè)計對于在反激變換期間集電極電壓可能達到800V的高壓反激變換電路來說是相當合適的。它的工作原理如下。

當系統(tǒng)驅(qū)動電壓變高時，Q2導通同時Q3關(guān)斷。電流經(jīng)R3、Q2、C2和D7到達功率管Q1的基極。由R3和C2組成的低阻網(wǎng)絡(luò)提供的加速驅(qū)動使Q1快速導通。

當Q1導通時，它的集電極電壓下降。在集電極電壓降到輔助充電器電壓值12V以下時，緩沖二極管D3將會正向偏壓，這時電流會經(jīng)P3、P5分流至Q1的集電極。

Q1持續(xù)導通，使其集電極電壓值降低，直到它的值變?yōu)樨惪算Q位電壓值，這時D3正偏導通，將部分基極驅(qū)動電流分流到P5、P3和Q1的集電極。

在同一個過程中，C2被充電至某一電壓值，使得驅(qū)動電流經(jīng)D1、D2和L1被分流到Q1的基極。這時Q2的集電極電壓等于Q1的基一射結(jié)之間電壓Vbe、D1和D2上的壓降以及Q2的集電極一發(fā)射極之間的壓降Vsat之和，即為2.5V。而Q1集電極鉗位電壓將小于D3，D5上的壓降，即為1V。Q1集電極鉗位的電壓值可以通過與D1和D2串聯(lián)更多的二極管來增加，這里，L1上的壓降忽略不計。

因此在Q1剩下的導通時間內(nèi)，主要的驅(qū)動電流通過R3、Q2、D1、D2和L1流入Q1的基極和發(fā)射極。貝克鉗位電路工作由D3和D5完成。

在導通期結(jié)束后，驅(qū)動電壓變低，Q2關(guān)斷面Q3導通，D4的負極電壓鉗位在偏壓充電器-5V上。二極管D7、D1和D2反偏，關(guān)斷電流從D4和L1流過。

在Q1關(guān)斷之前，流過L1的電流是正方向的，在Q1關(guān)斷開始時，流過L1的電流繼續(xù)要保持這個方向而電流值是逐漸衰減的。因此通過L的關(guān)斷電流先衰減到零，然后再經(jīng)過D反向，這為高壓晶體管提供了理想的特定斜坡關(guān)斷電流，參見第15章。在關(guān)斷期間內(nèi)，電容C2通過R放電當所有的載流子被從Q的基-射結(jié)間除去后，基-射結(jié)關(guān)斷，同時根據(jù)楞次定律電感L的反激作用將強迫Q1的基-射結(jié)進入反向擊穿狀態(tài)。該Q1基一射結(jié)反向電壓大約為7.5V，小于一5V偏壓。當L1上的能量消耗后，擊穿停止。注意：許多高壓晶體管是為滿足這種在關(guān)斷期間擊穿的工作方式而設(shè)計的。

在Q1關(guān)斷的同時，集電極電壓將向反向電壓值800V方向增大。然而當Q1集電極電壓升到輔助電壓12V時，緩沖二極管D5將反向偏置，集電極電流會經(jīng)過D3和D4流入輔助充電器。因為D3的反向恢復時間長于Q2的關(guān)斷時間，因此Q1只是在低的集電極電壓12V下關(guān)斷。當Q1完全關(guān)斷而D5不通時，Q1的集電極電壓將會增大到反向電壓值。在下一個正向驅(qū)動脈沖作用下，D3的恢復電荷存儲在電容C1上。

盡管這個電路沒有按傳統(tǒng)方式提供一個比例驅(qū)動電流，但貝克鉗位電路能夠調(diào)整功率管的基極電流以符合電路增益以及集電極電流的要求，因此它的作用和比例驅(qū)動電路相似，只是它需要比較大的驅(qū)動功率。

總的來說，這個電路綜合了比例驅(qū)動電路、緩沖網(wǎng)絡(luò)二極管和貝克錯位電路的大部分優(yōu)點。它也提供一種合適波形的驅(qū)動電流，在高壓，大功率雙極型開關(guān)應(yīng)用中，它能實現(xiàn)低的電壓應(yīng)力和快速高效的開關(guān)動作。

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