電源適配器開關(guān)管的選擇

  反激式電源適配器的開關(guān)管耐壓的選擇主要可以從兩個(gè)角度考慮:現(xiàn)有的開關(guān)管本身的耐壓和由電路參數(shù)定開關(guān)管耐壓?前者是一個(gè)無奈的選擇,而后者則可以使得反激式電源適配器的參數(shù)得到優(yōu)化?

電源適配器主開關(guān)的選擇

  在這里需要清楚的是作為主開關(guān)的雙極型晶體管?MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)?IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)或晶閘管的性能均隨耐壓的上升而下降,因此在選擇耐壓時(shí)并不是越高越好,而是適可而止。

上述的各類半導(dǎo)體開關(guān)器件中,雙極型晶體管需要比較大的電流驅(qū)動(dòng),為了快速開關(guān)還需要反向驅(qū)動(dòng),這會(huì)使得驅(qū)動(dòng)電路變得復(fù)雜?不僅如此,雙極型晶體管的退飽和時(shí)間(存儲(chǔ)時(shí)間)相對(duì)太長,而且還受負(fù)載條件變化,這就使得電路很難工作在全范圍的最佳工作狀態(tài)?在沒有其他性能更好的器件問世前,雙極型晶體管也可以應(yīng)用。

  晶閘管導(dǎo)通后無法用門極信號(hào)關(guān)斷,這在電源適配器中是無法應(yīng)用的。

  IGBT雖然可以很容易地用柵極電壓控制其導(dǎo)通或關(guān)斷,但是其關(guān)斷過程的拖尾電流將使得GBT工作在50kHx以上的開關(guān)頻率時(shí)的開關(guān)損耗很大,大約占開關(guān)管損耗的2/3。

  20世紀(jì)80年代后期問世的功率MOSFET是一種電壓型控制器件,其開關(guān)的轉(zhuǎn)換僅需要將柵極電荷充入或泄放即可,因此驅(qū)動(dòng)電路很容易實(shí)現(xiàn),而且在各種半導(dǎo)體器件中MOFET的開關(guān)速度是最快的?

  綜上所述,電源適配器中的開關(guān)管大多選擇MOSFET。

電源適配器主開關(guān)管的額定電壓的選擇

電源適配器開關(guān)管的電壓波形

合理地選擇主開關(guān)管的額定電壓直接影響著變換器的性能?通過了解主開關(guān)的電壓波形就可以比較準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)出主開關(guān)的電壓峰值?通常的單管變換器主開關(guān)的電壓波形如圖6-1所示?主開關(guān)的電壓包含電源電壓部分?復(fù)位電壓部分?尖峰電壓部分?其中電源電壓部分?復(fù)位電壓部分是每個(gè)開關(guān)管上必然存在的,而尖峰電壓部分則可以通過良好的電路與工藝設(shè)計(jì)來降低到最小?

  影響主開關(guān)電壓的最主要的因素是占空比,其原因是根據(jù)變壓器和電感的磁通復(fù)位原則,開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間與電源電壓積應(yīng)不大于開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間與復(fù)位電壓的乘積,占空比越大,開關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間越短需要的復(fù)位電壓越高。