高壓雙極晶體管的典型驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路作為Q1的基極驅(qū)動(dòng)電路。

這種充電器電路設(shè)計(jì)對(duì)于在反激變換期間集電極電壓可能達(dá)到800V的高壓反激變換電路來(lái)說(shuō)是相當(dāng)合適的。它的工作原理如下。

當(dāng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電壓變高時(shí)，Q2導(dǎo)通同時(shí)Q3關(guān)斷。電流經(jīng)R3、Q2、C2和D7到達(dá)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(dòng)使Q1快速導(dǎo)通。

當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，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(shí)，緩沖二極管D3將會(huì)正向偏壓，這時(shí)電流會(huì)經(jīng)P3、P5分流至Q1的集電極。

Q1持續(xù)導(dǎo)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(shí)D3正偏導(dǎo)通，將部分基極驅(qū)動(dòng)電流分流到P5、P3和Q1的集電極。

在同一個(gè)過(guò)程中，C2被充電至某一電壓值，使得驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)D1、D2和L1被分流到Q1的基極。這時(shí)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(guò)與D1和D2串聯(lián)更多的二極管來(lái)增加，這里，L1上的壓降忽略不計(jì)。

因此在Q1剩下的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，主要的驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)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(dǎo)通期結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)電壓變低，Q2關(guān)斷面Q3導(dǎo)通，D4的負(fù)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(guò)。

在Q1關(guān)斷之前，流過(guò)L1的電流是正方向的，在Q1關(guān)斷開(kāi)始時(shí)，流過(guò)L1的電流繼續(xù)要保持這個(gè)方向而電流值是逐漸衰減的。因此通過(guò)L的關(guān)斷電流先衰減到零，然后再經(jīng)過(guò)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(jiàn)第15章。在關(guān)斷期間內(nèi)，電容C2通過(guò)R放電當(dāng)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(shí)根據(jù)楞次定律電感L的反激作用將強(qiáng)迫Q1的基-射結(jié)進(jìn)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(dāng)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(jì)的。

在Q1關(guān)斷的同時(shí)，集電極電壓將向反向電壓值800V方向增大。然而當(dāng)Q1集電極電壓升到輔助電壓12V時(shí)，緩沖二極管D5將反向偏置，集電極電流會(huì)經(jīng)過(guò)D3和D4流入輔助充電器。因?yàn)镈3的反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)于Q2的關(guān)斷時(shí)間，因此Q1只是在低的集電極電壓12V下關(guān)斷。當(dāng)Q1完全關(guān)斷而D5不通時(shí)，Q1的集電極電壓將會(huì)增大到反向電壓值。在下一個(gè)正向驅(qū)動(dòng)脈沖作用下，D3的恢復(fù)電荷存儲(chǔ)在電容C1上。

盡管這個(gè)電路沒(méi)有按傳統(tǒng)方式提供一個(gè)比例驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路相似，只是它需要比較大的驅(qū)動(dòng)功率。

總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)電路綜合了比例驅(qū)動(dòng)電路、緩沖網(wǎng)絡(luò)二極管和貝克錯(cuò)位電路的大部分優(yōu)點(diǎn)。它也提供一種合適波形的驅(qū)動(dòng)電流，在高壓，大功率雙極型開(kāi)關(guān)應(yīng)用中，它能實(shí)現(xiàn)低的電壓應(yīng)力和快速高效的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

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