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五分钟看懂各种MOSFET电路

更新时间:2023-09-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一、功率的正向导通等效电路KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)等效电路:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

功率正向导通时可用一阻值等效,该阻值与湿度有关,气温下降,该内阻变大;它还与门极驱动电流的大小有关,驱动电流下降,该内阻变小。详尽的关系曲线可从制造商的指南中获得。KlA物理好资源网(原物理ok网)

二、功率的反向导通等效电路(1)KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)等效电路(门极不加控制):KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

即内部晶闸管的等效电路,可用一电压降等效,此晶闸管为的体晶闸管,多数情况下,因其特点很差,要防止使用。KlA物理好资源网(原物理ok网)

三、功率的反向导通等效电路(2)KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)等效电路(门极加控制):KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

功率在门级控制下的反向导通,也可用一阻值等效,该内阻与气温有关,气温下降,该内阻变大;它还与门极驱动电流的大小有关,驱动电流下降,该内阻变小。详尽的关系曲线可从制造商的指南中获得。此工作状态称为的同步检波工作,是低压大电压输出开关电源中特别重要的一种工作状态。KlA物理好资源网(原物理ok网)

四、功率的正向截至等效电路KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)等效电路:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

功率正向截至时可用一电容等效,其容量与所加的正向电流、环境湿度等有关,大小可从制造商的指南中获得。KlA物理好资源网(原物理ok网)

五、功率的稳态特点总结KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)功率稳态时的电压/电流曲线:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

功率正向饱和导通时的稳态工作点:KlA物理好资源网(原物理ok网)

当门极不加控制时,其反向导通的稳态工作点同晶闸管。KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)稳态特点总结:KlA物理好资源网(原物理ok网)

门极与源极间的电流Vgs控制元件的导通状态;当时,元件处于导通状态;元件的通态内阻与Vgs有关,Vgs大,通态内阻小;多数元件的Vgs为12V-15V,额定值为+-30V;KlA物理好资源网(原物理ok网)

元件的漏极电压额定是用它的有效值或平均值来标称的;只要实际的漏极电压有效值没有超过其额定值,保证散热没问题,则元件就是安全的;KlA物理好资源网(原物理ok网)

元件的通态内阻呈正气温系数,故原理上很容易并联扩容,但实际并联时,还要考虑驱动的对称性和动态均流问题;KlA物理好资源网(原物理ok网)

目前的Logic-Level的功率,其Vgs只要5V,便可保证漏源通态内阻很小;KlA物理好资源网(原物理ok网)

元件的同步检波工作状态已显得愈来愈广泛,缘由是它的通态内阻十分小(目前最小的为2-4毫欧),在低压大电压输出的DC/DC中已是最关键的元件。KlA物理好资源网(原物理ok网)

六、包含寄生参数的功率等效电路KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)等效电路:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)说明:KlA物理好资源网(原物理ok网)

实际的功率可用三个结电容,三个沟道阻值,和一个内部晶闸管及一个理想来等效。三个结电容均与结电流的大小有关,而门极的沟道内阻通常很小,漏极和源极的两个沟道内阻之和即为饱和时的通态阻值。KlA物理好资源网(原物理ok网)

七、功率的开通和关断过程原理KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)开通和关断过程实验电路:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)的电流和电压波形:KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)开关过程原理:KlA物理好资源网(原物理ok网)

开通过程[t0~t4]:KlA物理好资源网(原物理ok网)

在t0前,工作于截至状态,t0时,被驱动开通;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t0-t1]区间,的GS电流经Vgg对Cgs充电而上升,在t1时刻,抵达维持电流Vth,开始导电;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t1-t2]区间,的DS电压降低,电容在该区间外因DS电容的放电而放电,对GS电容的充电影响不大;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t2-t3]区间,至t2时刻,的DS电压降至与Vgs相同的电流,电容大大降低,外部驱动电流对电容进行充电,GS电容的电流不变,电容上电流降低,而DS电容上的电流继续减弱;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t3-t4]区间,至t3时刻,的DS电压降至饱和导通时的电流,电容变小并和GS电容一起由外部驱动电流充电,GS电容的电流上升,至t4时刻为止。此时GS电容电流已达稳态,DS电流也达最小,即稳定的通态压降。KlA物理好资源网(原物理ok网)

关断过程[t5~t9]:KlA物理好资源网(原物理ok网)

在t5前,工作于导通状态,t5时,被驱动关断;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t5-t6]区间,的Cgs电流经驱动电路内阻放电而增长,在t6时刻,的通态内阻微微上升,DS电流梢稍降低,但DS电压不变;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t6-t7]区间,在t6时刻,的电容又显得很大,故GS电容的电流不变,放电电压流过电容,使DS电流继续降低;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t7-t8]区间,至t7时刻,的DS电流升至与Vgs相同的电流,电容迅速减弱,GS电容开始继续放电,此时DS电容上的电流迅速上升,DS电压则迅速增长;KlA物理好资源网(原物理ok网)

[t8-t9]区间,至t8时刻,GS电容已放电至Vth,完全关断;该区间内GS电容继续放电直到零。KlA物理好资源网(原物理ok网)

八、因晶闸管反向恢复造成的开关波形KlA物理好资源网(原物理ok网)

电源瞬间启动电流过大_6s电流过大重启_电动机重载启动电流KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)实验电路:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)因晶闸管反向恢复造成的开关波形:KlA物理好资源网(原物理ok网)

九、功率的功率耗损公式KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)导通耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

该公式对控制检波和同步检波均适用,KlA物理好资源网(原物理ok网)

该公式在体三极管导通时适用。KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)容性开通和感性关断耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

为元件与三极管回路中的所有分布电感只和。通常也可将这个耗损看成元件的感性关断耗损。KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)开关耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

开通耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

考虑晶闸管反向恢复后:KlA物理好资源网(原物理ok网)

关断耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

驱动耗损:KlA物理好资源网(原物理ok网)

十、功率的选择原则与步骤KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)选择原则:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.按照电源尺寸,合理选择元件(见下表):KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.选择时,如工作电压较大6s电流过大重启,则在相同的元件额定参数下,应尽可能选择正向导通内阻小的;应尽可能选择结电容小的。KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)选择步骤:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.按照电源尺寸,估算所选变换器中的稳态参数:KlA物理好资源网(原物理ok网)

正向阻断电流最大值,最大的正向电压有效值;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.从元件商的中选择合适的,可多选一些便于实验时比较;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.从所选的的其它参数,如正向通态内阻,结电容等等,计算其工作时的最大耗损,与其它元元件的耗损一起,计算变换器的效率;KlA物理好资源网(原物理ok网)

d.由实验选择最终的元件。KlA物理好资源网(原物理ok网)

十一、理想开关的基本要求KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)符号:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)要求:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.稳态要求:KlA物理好资源网(原物理ok网)

合上K后KlA物理好资源网(原物理ok网)

①开关两端的电流为零;KlA物理好资源网(原物理ok网)

②开关中的电压有外部电路决定;KlA物理好资源网(原物理ok网)

③开关电压的方向可正可负;KlA物理好资源网(原物理ok网)

④开关电压的容量无限。KlA物理好资源网(原物理ok网)

断掉K后KlA物理好资源网(原物理ok网)

①开关两端承受的电流可正可负;KlA物理好资源网(原物理ok网)

②开关中的电压为零;KlA物理好资源网(原物理ok网)

③开关两端的电流有外部电路决定;KlA物理好资源网(原物理ok网)

④开关两端承受的电流容量无限。KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.动态要求:KlA物理好资源网(原物理ok网)

K的开通KlA物理好资源网(原物理ok网)

①控制开通的讯号功率为零;KlA物理好资源网(原物理ok网)

②开通过程的时间为零。KlA物理好资源网(原物理ok网)

K的关断KlA物理好资源网(原物理ok网)

①控制关断的讯号功率为零;KlA物理好资源网(原物理ok网)

②关断过程的时间为零。KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)波形:KlA物理好资源网(原物理ok网)

电源瞬间启动电流过大_电动机重载启动电流_6s电流过大重启KlA物理好资源网(原物理ok网)

其中:H:控制高电平;L:控制低电平KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.Ion可正可负,其值有外部电路定;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.Voff可正可负,其值有外部电路定。KlA物理好资源网(原物理ok网)

十二、用电子开关实现理想开关的限制KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)电子开关的电流和电压方向有限制:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)电子开关的稳态开关特点有限制:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.导通时有电压降;(正向压降,通态内阻等)KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.截至时有漏电压;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.最大的通态电压有限制;KlA物理好资源网(原物理ok网)

d.最大的阻断电流有限制;KlA物理好资源网(原物理ok网)

e.控制讯号有功率要求6s电流过大重启,等等。KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)电子开关的动态开关特点有限制:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.开通有一个过程,其长短与控制讯号及元件内部结构有关;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.关断有一个过程,其长短与控制讯号及元件内部结构有关;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.最高开关频度有限制。KlA物理好资源网(原物理ok网)

目前作为开关的电子元件十分多。在开关电源中,用得最多的是三极管、、IGBT等,以及它们的组合。KlA物理好资源网(原物理ok网)

十三、电子开关的四种结构KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)单象限开关KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)电压单向(双象限)开关KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)电流单向(双象限)开关KlA物理好资源网(原物理ok网)

4)四单象限开关KlA物理好资源网(原物理ok网)

十四、开关元件的分类KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)按制做材料分类:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.(Si)功率元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.(Ga)功率元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.(GaAs)功率元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

d.(SiC)功率元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

e.(GaN)功率元件---下一代KlA物理好资源网(原物理ok网)

f.()功率元件---再下一代KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)按是否可控分类:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.完全不控元件:如晶闸管元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.可控制开通,但不能控制关断:如普通可控硅元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.全控开关元件;KlA物理好资源网(原物理ok网)

d.电流型控制元件:如,IGBT,IGT/,SIT等;KlA物理好资源网(原物理ok网)

e.电压型控制期间:如GTR,GTO等。KlA物理好资源网(原物理ok网)

3)按工作频度分类:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.低频功率元件:如可控硅,普通晶闸管等;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.中频功率元件:如GTR,IGBT,IGT/;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.高频功率元件:如,快恢复晶闸管,萧特基晶闸管,SIT等。KlA物理好资源网(原物理ok网)

4)按额定可实现的最大容量分类:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.小功率元件:如;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.中功率元件:如IGBT;KlA物理好资源网(原物理ok网)

c.大功率元件:如GTO。KlA物理好资源网(原物理ok网)

5)按导电扩频的粒子分类:KlA物理好资源网(原物理ok网)

a.多子元件:如,萧特基,SIT,JFET等;KlA物理好资源网(原物理ok网)

b.少子元件:如IGBT,GTR,GTO,快恢复等。KlA物理好资源网(原物理ok网)

十五、不同开关元件的比较KlA物理好资源网(原物理ok网)

1)几种可关断元件的功率处理能力比较:KlA物理好资源网(原物理ok网)

2)几种可关断元件的工作特点比较:KlA物理好资源网(原物理ok网)

里面的数据会随元件的发展而不断变化,仅供参考。KlA物理好资源网(原物理ok网)

本文整合自网路KlA物理好资源网(原物理ok网)

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