反激式开关电源原理与工程设计
反激式开关电源设计详解
反激式开关电源设计详解一、工作原理1.开关管控制:反激式开关电源中,开关管起到了关键的作用。
当输入电压施加在开关管上时,开关管处于导通状态,此时电流流经变压器和输出电路,能量存储在变压器核心中。
当输入电压施加在开关管上时,开关管处于截止状态,此时能量释放,通过一对二极管和电容器形成输出脉冲电流。
2.变压器作用:反激式开关电源中的变压器主要用于将输入电压转换为所需的输出电压。
在导通状态下,输入电压施加在变压器的一侧,能量存储在变压器的磁场中。
在截止状态下,变压器的磁场崩溃,能量释放到输出电路中。
3.输出电路过滤:输出电流通过一对二极管和电容器形成脉冲电流。
为了使输出电流更加稳定,需要通过电容器对输出电流进行滤波,降低脉冲幅度,使输出电压更加平稳。
二、基本结构1.输入滤波电路:由于输入电源通常含有较多的噪声和干扰,为了保障开关电源的正常工作,需要在输入端添加一个滤波电路,通过滤波电容和电感将输入电压的尖峰和噪声滤除。
2.开关控制电路:开关控制电路用于对开关管进行控制,使其在合适的时机打开和关闭。
常见的控制方式有定时控制和反馈控制两种。
3.开关管:开关管在反激式开关电源中起到了关键的作用。
常见的开关管有MOS管、IGBT管等,其特性包括导通损耗、截止损耗和开关速度等。
4.变压器:变压器用于将输入电压变换为所需的输出电压。
同时,变压器还能起到隔离输入电源和输出负载的作用,保护负载。
5.输出整流滤波电路:输出整流滤波电路用于对输出电流进行整流和滤波,使输出电压更加稳定。
三、常见设计方法1.脉冲宽度调制(PWM)控制:PWM是一种常用的反激式开关电源控制方法,通过控制开关管的导通时间来调节输出电压和电流。
PWM控制能够实现较高的效率和较低的输出波纹,但需要一定的控制电路。
2.变压器匹配设计:在设计反激式开关电源时,需要合理选择变压器的匝数比,以实现所需的输入输出电压转换。
同时,还需要考虑变压器的大小和功耗。
反激式开关电源(flyback)环路设计基础
反激式开关电源(flyback)是一种常见的电源结构,广泛应用于电子设备中。
它具有结构简单、成本低廉、效率高等优点,在消费电子、工业控制和通信设备等领域被广泛应用。
本文旨在介绍反激式开关电源环路设计的基础知识,包括工作原理、设计步骤和注意事项。
一、反激式开关电源的工作原理1.1 反激式开关电源的基本结构反激式开关电源由输入滤波器、整流桥、高频变压器、功率开关器件、输出整流滤波器、控制电路等组成。
其中,高频变压器是反激式开关电源的关键部件,通过变压器实现输入电压的隔离和变换,功率开关器件则控制变压器的工作状态,实现电源的调节和稳定输出。
1.2 反激式开关电源的工作原理反激式开关电源通过功率开关器件周期性地将输入电压斩波,将输入电能存储在变压器的磁场中,然后再将其转换为输出电压。
在工作周期的后半段,存储的能量释放到输出负载上,从而实现对输出电压的调节。
通过控制功率开关器件的导通时间和断态时间,可以实现对输出电压的调节和稳定。
二、反激式开关电源环路设计的基础知识2.1 反激式开关电源的设计步骤(1)确定电源的输入输出参数:包括输入电压范围、输出电压、输出电流、负载调整范围等;(2)选择功率开关器件和高频变压器:根据电源的输入输出参数和工作频率选择合适的功率开关器件和高频变压器;(3)设计反激式开关电源的控制电路:根据所选的功率开关器件和高频变压器设计相应的控制电路,包括PWM控制电路、电源启动电路等;(4)设计输入输出滤波器和保护电路:设计输入输出滤波器,保证电源的输入输出稳定和干净,设计过压、过流、过温等保护电路,保证电源的安全稳定工作。
2.2 反激式开关电源环路设计的注意事项(1)磁性元件的设计:高频变压器和输出感应元件的设计是整个反激式开关电源设计的关键,应合理设计磁芯、线圈匝数等参数,保证磁性元件承载功率、效率和体积的平衡;(2)功率开关器件的选择和驱动:应选择合适的功率开关器件,并设计合理的驱动电路,保证功率开关器件的可靠工作和转换效率;(3)控制电路的设计:应根据功率开关器件的工作特性和工作频率设计合适的PWM控制电路和反馈控制电路,保证电源的稳定可调;(4)输入输出滤波器和保护电路的设计:应合理设计输入输出滤波器和保护电路,保证电源的输入输出稳定和安全可靠。
反激式开关电源(毕业论文)
反激式开关电源(毕业论⽂)随着电⼒电⼦技术的发展,开关电源的应⽤越来越⼴泛。
反激式开关电源以其设计简单,体积⼩巧等优势,⼴泛应⽤于⼩功率场合。
开关电源以其⼩型、轻量和⾼效率的特点,被⼴泛地应⽤于各种电⽓设备和系统中,其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。
开关稳压电源有多种类型,其中单端反激式开关电源由于具有线路简单,所需要的元器件少,能够提供多路隔离输出等优点⽽⼴泛应⽤于⼩功率电源领域。
传统的反激式开关电源⼀般由PWM控制芯⽚(如UC3842)和功率开关管(频率较⾼时⼀般使⽤MOSFET)组成,PWM芯⽚控制环路设计复杂,容易造成系统⼯作不稳定,功率开关管有时需要外加驱动电路。
⾼效率与⼩型化在⼀定程度上是互相限制的,因为实现⾼效率会要求电路有相当的复杂度,⼤量的器件对⼩型化⼗分不利。
在开关电源设计初期,采⽤的都是分⽴元件,集成度很低,⼤部分电路只能在PCB版上实现,极⼤的限制了⼩型化实现的可能。
⽽且⼤量器件暴露在外,也影响了系统的稳定性。
采⽤近年来,为了实现更⾼的效率和更⼩的体积,开关电源的⼯作频率有了很⼤的提⾼。
⾼⼯作频率能够减⼩外围电感和电容的⼤⼩,从⽽减少系统的体积。
另外,反激变压器的设计也是⼀个难点,其往往导致电源设计周期延长。
随着PI公司⽣产的以TOPSwitch为代表的新⼀代单⽚开关电源的问世,以上诸多问题都得到了很好的解决。
应⽤TOPSwitch-HX设计开关电源,不仅器件更少,结构更简单,发热量更少,⼯作更可靠,采⽤该系列芯⽚已成为⼀种⾼效的反激式开关电源设计⽅案。
关键词:TOPSwitch-HX 反激式变换器⾼频变压器开关电源.第⼀章绪论 (1)⼀、反击式开关电源的背景 (1)⼆、反击式开关电源现状与发展趋势 (2)三、本课题选题意义及所做⼯作 (2)第⼆章反击式开关电源简介 (3)⼀、开关电源的分类 (3)⼆、反击式开关电源的原理 (4)第三章⾼效反激式开关电源系统设计 (5)⼀、提⾼效率的⽅法 (5)⼆、⾼效反激式开关电源的系统设计原理图 (6)三、各个⼦电路的分析设计 (7)第四章反激式开关电源元件选择及其参数 (8)⼀、Topswitch-HX 系列元件简介 (8)⼆、提⾼开关电源效率元件选取⽅法 (10)三、主要参数的计算 (11)第五章设计总结与展望 (13)参考⽂献 (14)致谢 (15)附录 (16)第⼀章绪论⼀、反激式开关电源的背景开关电源的前⾝是线性稳压电源。
CR6853控制的反激式开关电源设计
电力电子技术实操技能训练CR6853控制的反激式开关电源设计系别专业班级学生姓名指导教师王志强提交日期2012年9月20日一、 反激稳压电源的工作原理1、 设计要求:(1) 输入直流电压为90V~220V; (2) 输出直流电压为12V,功率为30W; (3) 开关频率为65KHz。
2、 CR6853控制的反激式开关电源原理分析:图1 CR6853控制的反激式开关电源原理图(1) 输入滤波电路开关电源的输入滤波器的主要作用是抑制电网中的噪声,使电子设备抗干扰能力大大加强,仅使电源工作频率附近的频率成分顺利通过,衰减高次频率成分。
它还能抑制开关电源所产生的共模干扰和差模干扰进入交流电网,避免干扰其他电气电子设备。
开关电源输入滤波器的结构如图2所示:图2 入滤波器的结构输入滤波器主要是由电容和电感组成。
(2) 整流滤波电路一般情况下的交流电压输入的电源,其整流器大多为桥式整流电路,每半个周期里,有两个整流二极管参与导电。
整流滤波电路如图3所示:图3 整流滤波电路(3) RCD吸收电路MOSEFT关断时,当 超过RCD缓冲电路中的电容两端的电压 时,缓冲二极管导通,尖峰电流被RCD电路吸收时,从而削减尖峰电流。
缓冲电容一定要足够大,才能保证在一个开关周期内电容两端的电压没有显著变化。
但吸收电容太大,也会增加缓冲电路的损耗,必须折中。
图4 RCD 吸收电路(4) 电压反馈控制电路反激电源原副边隔离,电压调节需要采样副边输出电压,经过调节后需要控制原边开关管的门极驱动,因此电压反馈控制涉及到采样隔离和PI 调节。
采用TL431 和TLP521 的控制电路如下:图5 TL431控制电路T L431提供参考电压,并与Rf1,Rf2,Rf4,Cf1构成PI 调节器,Rf3用于增加TL431的偏置电流,使其工作在稳压状态。
TLP521用于隔离模拟信号,在一定范围内可以等效为比例环节。
+-V DCV RO+-图6 TL431控制电路(5) 逆变电路反激式变换器是一种电气隔离的升压/降压变换器,也是最简单的隔离型直流变换器。
反激式开关电源电路设计
反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路:用于对输入电压进行滤波,消除噪声和干扰。
2.整流电路:将输入交流电压转换为直流电压。
3.开关变压器:通过变压器实现电压的升降。
4.开关管:通过快速开关控制电源的输出。
5.输出滤波电路:对输出电压进行滤波,减小纹波。
二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求:首先需要确定设计要求,包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。
2.选择开关管和变压器:根据需求选择合适的开关管和变压器,考虑其最大工作电流和功率损耗。
3.转换频率的选择:根据应用的具体要求,选择合适的转换频率。
较高的频率可以减小变压器的尺寸,但也会增加开关管的功耗。
4.控制电路设计:设计开关管的控制电路,包括驱动电路和保护电路,确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。
5.输出滤波电路设计:设计输出滤波电路,用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波,提高稳定性和负载能力。
6.开关电路设计:设计开关电路,确保开关管的快速开关和可靠性。
7.其他辅助电路设计:如过温保护电路、过流保护电路等。
8.电路板布局和布线:根据电路设计和要求进行电路板布局和布线,提高电路的可靠性和稳定性。
9.电路仿真和调试:使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析,并进行实际的电路调试,确保电路的可靠性和稳定性。
三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计:选择合适的元件和电路设计,减小功率损耗,提高电源的整体效率。
2.稳定性设计:考虑负载稳定性的要求,选择合适的控制策略和滤波电路,提高电源的稳定性和负载能力。
3.保护设计:考虑过温、过流、短路等保护功能的设计,保护电源和负载器件的安全。
4.电磁兼容设计:反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰,需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。
5.安全性设计:合理设置安全保护电路和安全措施,确保电源在故障情况下能够及时切断电源,保护用户的安全。
通过以上步骤和注意事项,可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源,满足不同应用领域的需求。
反激式开关电源设计方法
反激式开关电源设计方法1.工作原理反激式开关电源是一种将线性变压器替换为变压器型电感器的开关电源。
它的工作原理是通过开关管周期性的打开和关闭,将直流电源的电能经过变压器转化为需要的输出电压。
当开关管打开时,电流从电源流入变压器进行储能;当开关管关闭时,储存在变压器中的电能会通过二次侧电容器得以释放,并输出到负载上。
2.主要组成部分(1)输入滤波电路:用来消除电源输入端的干扰信号,保证稳定的输入电压。
(2)整流电路:将交流输入电压转化为直流电压,常采用整流桥整流。
(3)激励电路:用来控制开关管的导通和关闭,以实现变压器的能量转移。
(4)变压器:用来完成电能的变换和隔离,将输入端的电能转换为所需的输出电能。
(5)输出电路:包括输出电容和输出滤波电路,用来滤除开关产生的高频脉冲,以得到稳定的输出电压。
3.设计要点在进行反激式开关电源设计时(1)确定输出电压和电流需求:根据实际应用需求,确定所需的输出电压和电流,并根据负载特性选择合适的功率等级。
(2)选择合适的开关管和变压器:根据负载需求和电路参数,选择合适的开关管和变压器,以保证输出电压和效率的要求。
(3)控制开关频率和占空比:根据负载要求和电路特性,选择合适的开关频率和占空比,以保证输出电压的稳定性和整体效果。
(4)进行热设计和保护措施:由于开关管会产生较高的温度,需要进行合理的热设计,同时添加保护电路,如过流保护、过温保护等,以保证电路的安全性和可靠性。
(5)进行EMC设计和测试:由于开关电源会产生较大的电磁干扰,需要进行EMC设计和测试,以满足相关的国际标准要求。
总结:反激式开关电源是一种常用的电源设计方案,其设计方法包括确定输出需求、选择合适的器件、控制开关频率和占空比、进行热设计和保护措施,以及进行EMC设计和测试。
通过合理的设计和选择,可以实现高效率、小型化的电源方案,满足各种电子设备的需求。
反激式开关电源电路设计
反激式开关电源电路设计首先,反激式开关电源的基本原理是利用开关管来开闭电源电流,从而实现电流的快速切换。
这样可以有效地提高电源的转换效率。
设计反激式开关电源的步骤如下:1.确定输出电压和电流要求:首先需要确定电源的输出电压和电流要求,这对于选取合适的电源电路和元器件非常重要。
2.确定输入电压范围:根据使用环境和应用需求,确定电源的输入电压范围。
通常情况下,反激式开关电源的输入电压范围为100V至240V。
3.选择开关管和变压器:选择合适的开关管和变压器是设计过程中的关键步骤。
开关管需要具有高效率和可靠性,变压器需要满足电源的输入输出要求。
4.设计开关电路:设计开关电路是反激式开关电源设计的核心部分。
开关电路的设计需要根据输入输出电压和电流的要求,选择合适的电感和电容元件,以及适当的反馈电路。
5.设计保护电路:设计反激式开关电源的过程中,需要考虑各种保护电路,以确保电源的安全和稳定性。
常见的保护电路包括过温保护、过压保护、过流保护等。
6.PCB布局和元件选型:进行PCB布局和元件选型是设计的最后一步。
在PCB布局中,需要考虑电源电路的稳定性和EMC(电磁兼容)的问题。
在元件选型过程中,需要考虑电压和电流的要求,以及元件的可靠性和成本。
设计完成后,需要对反激式开关电源进行测试和验证。
测试过程可以包括输入输出电压波形、效率和稳定性等方面的测试。
总之,反激式开关电源的设计需要考虑多个因素,包括输出电压和电流要求、输入电压范围、开关管和变压器的选择、开关电路和保护电路的设计、PCB布局和元件选型等。
只有综合考虑这些因素,并进行有效的测试和验证,才能设计出稳定、高效的反激式开关电源。
反激式开关电源原理与工程设计
反激式开关电源原理与工程设计反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析二.反激式开关电源实际电路的主要部件及其作用三.反激式开关电源电路各主要器件的参数选择四.反激式开关电源pcb排板原则五.变压器的设计六.反激式开关电源的稳定性问题反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析1.反激式开关电源电路拓扑2.为什么是反激式a.变压器的同名端相反b.利用了二极管的单向导电特性3.电感电流的变化为何不是突变电压加在有电感的闭合回路上,流过电感上电流不是突变的,而是线性增加。
愣次定律:a.当电感线圈流过变化的电流时会产生感生电动势,其大小于与线圈中电流的变化率成正比;b.感生电动势总是阻碍原电流的变化4.变压器的主要作用与能量的传递理想变压器与反激式变压器的区别反激式变压器的作用a.电感(储能)作用遵守的是安匝比守恒(而不是电压比守恒)储存的能量为1/2×L×Ip2b.限流的作用c.变压作用初次级虽然不是同时导通,它们之间也存在电压转换关系,也是初级按匝比变换到次级,次级按变比折射回初级。
d.变压器的气隙作用扩展磁滞回线,能使变压器更不易饱和磁饱和的原理图电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度H是磁场强度简单一点,H跟外加电流成正比就是了,增加电流,磁流密度会跟着增加, 当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密度会增加得很慢, 而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.) H会增加,但B不会增加, 导磁率变化量会趋近零啦!电感值跟导磁率变化量成正比, 导磁率变化量趋近零,那电感值会是多少? 零5.开关管漏极电压的组成a. 高压为基础部分b. 折射回来的电压部分c. 漏感产生的尖峰部分波形6.反激式拓扑开关电源有两种工作模式:(1) 完全能量转换,也叫做非连续导通模式。
反激式开关电源工作原理
反激式开关电源工作原理
反激式开关电源工作原理是通过开关管和变压器的协同工作,将输入直流电压转换成需要的输出交流电压。
反激式开关电源由输入滤波电路、整流电路、开关管、变压器、输出整流滤波电路和反馈控制电路组成。
其工作原理如下:
1. 输入滤波电路:将输入的交流电压通过电感和电容的组合滤波,得到较为平稳的直流电压。
2. 整流电路:将输入滤波后的直流电压经过整流桥整流,使其变为单向的直流电压。
3. 开关管:开关管的作用是将经过整流的直流电压转换为高频脉冲信号。
开关管通与断的变化通过调节占空比来控制输出电压的大小,实现电压调节。
4. 变压器:开关管输出的高频脉冲信号经过变压器进行变压变换,转换为需要的输出交流电压。
5. 输出整流滤波电路:将变压器输出的交流电压进行整流和滤波,得到平滑的直流输出电压。
6. 反馈控制电路:通过对输出电压进行采样,并与参考电压进行比较,产生控制信号。
控制信号经过反馈电路调节开关管的占空比,以达到稳定输出电压的目的。
通过上述工作原理,反激式开关电源能够高效地将输入直流电压转换为需要的输出交流电压,并且具有体积小、效率高、稳定性好等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
反激式开关电源设计详解
反激式开关电源设计详解反激式开关电源是一种常见的电力变换器,被广泛应用于电子设备和电力系统中。
它能够将输入电压转换为稳定的输出电压,并具有体积小、效率高、轻负载性能好等优点。
本文将详细介绍反激式开关电源的工作原理、基本结构和设计方法。
1.工作原理:整体工作原理如下:1.输入电压通过整流电路转换为直流电压;2.直流电压经过滤波电路去除纹波;3.控制电路根据反馈信号对开关元件进行驱动;4.开关元件的工作周期性地将直流电压斩波形成交流电压;5.交流电压经过变压器降压并通过输出滤波电路去除纹波,得到稳定的输出电压。
2.基本结构:开关元件:通常采用MOSFET或IGBT作为开关元件。
它们能够在很短的开关时间内实现高效的能量转换。
变压器:变压器用于将输入电压降到合适的电压级别。
绕线的匝数比决定了输入输出电压的比例。
滤波电路:滤波电路用于去除输出电压中的纹波和噪声。
一般采用电容器进行滤波。
控制电路:控制电路通过对开关元件的工作周期进行调节,控制输出电压的稳定性。
常见的控制方法有固定频率控制和可变频率控制。
保护电路:保护电路用于对反激式开关电源进行过载、过压和短路等故障保护,确保电源的安全可靠。
3.设计方法:选取开关元件时,应考虑其导通压降、开关速度和损耗等因素。
通常选择导通压降较小、开关速度较快且具有较低损耗的器件。
选取变压器时,应根据输入输出电压和功率需求确定变压器的参数,如匝数比、磁芯材料和绕组结构等。
控制电路的设计需要结合具体应用进行调整,以实现输出电压的稳定性和负载适应性。
稳压和滤波电路的设计通常基于反馈控制的原理,通过对输入电压和输出电压进行差分放大和反馈控制,实现稳定的输出电压和滤波效果。
4.总结:反激式开关电源是一种广泛应用的电力变换器,具有体积小、效率高、轻负载性能好等优点。
设计反激式开关电源需要考虑开关元件、变压器、控制电路和滤波电路等多个方面的因素。
通过合理选型和设计,可以实现稳定可靠的输出电压。
单端反激式开关电源原理与设计
0 引言近年来随着电源技术的飞速发展,开关稳压电源正朝着小型化、高频化、继承化的方向发展,高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用。
单端反激式变换器以其电路简单、可以高效提供直流输出等许多优点,特别适合设计小功率的开关电源。
本文简要介绍了Unitorde公司生产的电流型脉宽调制器UC3842,介绍了该芯片在单端反激式开关电源中的应用,对电源电路进行了具体分析。
利用本文所述的方法设计的小功率开关电源已经应用在国电南瑞科技股份有限公司工业控制分公司自主研发的分散控制系统GKS-9000中,运行状况良好,各项指标均符合实际工程的要求。
1 反激式开关电源基本原理单端反激开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统,就可以通过开关电源的PWM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占空比,从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节,达到稳定输出电压的目的。
这种反馈控制电路的最大特点是:在输入电压和负载电流变化较大时,具有更快的动态响应速度,自动限制负载电流,补偿电路简单。
反激电路适应于小功率开关电源,其原理图如图1所示。
下面分析在理想空载的情况下电流型PWM的工作情况。
与电压型的PWM比较,电流型PWM又增加了一个电感电流反馈环节。
图中:A1为误差放大器;A2为电流检测比较器;U2为RS触发器;Uf为输出电压Uo的反馈取样,该反馈取样与基准电压Uref通过误差放大器A1产生误差信号Ue(该信号也是A2的比较箝位电压)。
设场效应管Q1导通,则电感电流iL以斜率Ui/L线性增长,L为T1的原边电感,电感电流在无感电阻R1上采样u1=R1iL,该采样电压被送入电流检测比较器A2与来自误差放大器的Ue进行比较,当u1>Ue时,A2输出高电平,送到RS触发器U2的复位端,则两输入或非门U1输出低电平并关断Q1;当时钟输出高电平时,或非门U1始终输出低电平,封锁PWM,在振荡器输出时钟下降的同时,或非门U1的两输入均为低电平,则Q1被打开。
反激式(RCD)开关电源原理及设计
反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]因该电源是公司产品的一个配套使用,且各项指标都不是要求太高,故选用最常用的反激拓扑,这样既可以减小体积(给的体积不算大),还能降低成本,一举双的!反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。
先学习下Buck-Boost变换器:工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候,二极管D1反向偏置关断,电流Is流过电感L,电感电流IL线性上升,储存能量!2.当管子关断时,电感电流不能突变,电感两端电压反向为上负下正,二极管D1正向偏置开通!给电容C充电及负载提供能量!3.接着开始下个周期!从上面工作可以看出,Buck-Boost变换器是先储能再释放能量,VS不直接向输出提供能量,而是管子打开时,把能量储存在电感,管子关断时,电感向输出提供能量!根据电流的流向,可以看出上边输出电压为负输出!根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*(1-D)代入上式得Vin*D=Vout*(1-D)得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D)看下主要工作波形从波形图上可以看出,晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo(也就是Vin+Vout);再看最后一个图,电感电流始终没有降到0,所以这种工作模式为电流连续模式(Ccm 模式)。
如果再此状态下把电感的电感量减小,减到一定条件下,会出现这个波形!从上图可以看出,电感电流始终降到0后再到最大,所以这种模式叫不连续模式(DCM 模式)。
把上边的Buck-Boost变换器的开关管和续流管之间加上一个变压器就会变成反激变换器!还是和上边一样,先把原理大概讲下:1.开关开通,变压器初级电感电流在输入电压的作用下线性上升,储存能量。
反激式(RCD)开关电源原理及设计
反激式(RCD)开关电源原理及设计[导读]反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。
关键词:反激式开关电源因该电源是公司产品的一个配套使用,且各项指标都不是要求太高,故选用最常用的反激拓扑,这样既可以减小体积(给的体积不算大),还能降低成本,一举双的!反激拓扑的前身是Buck-Boost变换器,只不过就是在Buck-Boost变换器的开关管和续流二极管之间放入一个变压器,从而实现输入与输出电气隔离的一种方式,因此,反激变换器也就是带隔离的Buck-Boost变换器。
先学习下Buck-Boost变换器工作原理简单介绍下1.在管子打开的时候,二极管D1反向偏置关断,电流Is流过电感L,电感电流IL线性上升,储存能量!2.当管子关断时,电感电流不能突变,电感两端电压反向为上负下正,二极管D1正向偏置开通!给电容C充电及负载提供能量!3.接着开始下个周期!从上面工作可以看出,Buck-Boost变换器是先储能再释放能量,VS不直接向输出提供能量,而是管子打开时,把能量储存在电感,管子关断时,电感向输出提供能量!根据电流的流向,可以看出上边输出电压为负输出!根据伏秒法则Vin*Ton=Vout*ToffTon=T*DToff=T*(1-D)代入上式得Vin*D=Vout*(1-D)得到输出电压和占空比的关系Vout=Vin*D/(1-D)看下主要工作波形从波形图上可以看出,晶体管和二极管D1承受的电压应力都为Vs+Vo(也就是Vin+Vout);再看最后一个图,电感电流始终没有降到0,所以这种工作模式为电流连续模式(Ccm模式)。
如果再此状态下把电感的电感量减小,减到一定条件下,会出现这个波形!从上图可以看出,电感电流始终降到0后再到最大,所以这种模式叫不连续模式(DCM模式)。
反激式开关电源辅助电路设计
反激式开关电源辅助电路设计反激式开关电源是一种常见的电源设计,常用于电子设备中。
为了提高开关电源的性能和稳定性,通常需要设计一些辅助电路来实现。
本文将介绍反激式开关电源辅助电路的设计原理和实施方法。
我们来了解一下反激式开关电源的工作原理。
反激式开关电源由输入电源、变压器、整流电路、滤波电路、开关管和控制电路等组成。
其中,开关管通过开关动作来控制输入电源与变压器的耦合,从而实现输入电源能量的传递。
为了提高开关电源的效率和稳定性,需要设计一些辅助电路来辅助实现开关管的控制和滤波。
一、过压保护电路过压保护电路是反激式开关电源中重要的辅助电路之一。
其作用是在输出电压超过设定值时,通过控制开关管的导通和断开来保护负载和开关管。
过压保护电路通常由比较器、参考电压源和控制电路等组成。
当输出电压超过设定值时,比较器会检测到这一变化,并通过控制电路来控制开关管的动作,从而实现过压保护的功能。
二、过流保护电路过流保护电路也是反激式开关电源中常用的辅助电路之一。
其作用是在输出电流超过设定值时,通过控制开关管的导通和断开来保护负载和开关管。
过流保护电路通常由电流传感器、比较器和控制电路等组成。
当输出电流超过设定值时,电流传感器会检测到这一变化,并通过控制电路来控制开关管的动作,从而实现过流保护的功能。
三、温度保护电路温度保护电路是为了防止开关电源因过热而损坏而设计的辅助电路。
温度保护电路通常由温度传感器、比较器和控制电路等组成。
当温度传感器检测到开关电源的温度超过设定值时,比较器会发出信号,并通过控制电路来控制开关管的动作,从而实现温度保护的功能。
四、软起动电路软起动电路是为了减小开关电源启动时的冲击电流而设计的辅助电路。
软起动电路通常由电容器、电阻器和继电器等组成。
在开关电源启动时,软起动电路会通过控制继电器的动作来实现对电源的逐渐接入,从而减小冲击电流的影响。
以上是反激式开关电源辅助电路的一些常见设计。
在实际应用中,根据具体的需求和要求,可能还需要设计其他辅助电路来满足特定的功能和性能要求。
反激式开关电源变压器设计说明
反激式开关电源变压器设计说明反激式开关电源变压器是一种常见的电源变压器,能够将输入电压通过开关转换和变换输出为所需的电压。
它具有多种应用领域,如电子设备、通信设备、医疗设备等。
本文将详细介绍反激式开关电源变压器的设计原理、设计步骤以及注意事项。
一、设计原理开关管是控制开关电路导通和断开的关键元件。
当开关导通时,输入电压通过变压器传递到输出端,当开关断开时,输出端与输入端相隔离。
变压器用于变换电压。
它通常由两个或多个线圈绕制而成,主要包括输入线圈和输出线圈。
输入线圈与开关管相连接,负责将输入电压传递到输出线圈。
输出线圈则负责变换电压。
滤波电路用于对输出信号进行滤波,减小波动和噪音。
二、设计步骤1.确定输入电压和输出电压:首先需要明确所需的输入电压和输出电压。
这将决定变压器的变比。
2.选择合适的变压器:根据所需的变比,选择合适的变压器。
变压器的选取应基于电流容量和功率需求等因素。
3.计算变压器的线圈数:根据变压器的变比和输入输出电压,计算输入线圈和输出线圈的匝数。
同时,考虑变压器的耦合系数和数量线圈相对位置等因素。
4.确定开关管和开关频率:根据输入电压、输出电压和功率需求,确定合适的开关管。
同时,选择合适的开关频率,以避免电磁干扰。
5.设计滤波电路:根据输出电压的要求,设计合适的滤波电路。
滤波电路可以使用电容、电感和抗干扰电路等组成。
6.确定电源保护电路:为了保证电源的稳定性和可靠性,设计合适的保护电路,如过流保护、过压保护、短路保护等。
7.进行仿真分析:使用电路仿真工具,对设计的电源变压器进行仿真分析,检查电源变压器的性能和特性。
8.制作和测试:按照设计的电路图,制作电源变压器,并进行测试。
测试包括输出电压稳定性、效率和波动等。
三、注意事项1.选择适当的变压器:变压器应能满足所需的电流容量和功率需求。
同时,应注意变压器的质量和耐用性。
2.稳定性和可靠性:电源变压器应具有良好的输出电压稳定性和可靠性。
反激式开关电源变压器设计
反激式开关电源变压器设计一、设计原理反激式开关电源变压器基于开关电源的工作原理,利用开关元件(开关管或者MOS管)、变压器、滤波电容和反激电容等组成。
其基本原理为:输入交流电经过整流滤波得到直流电压,然后由开关元件进行开关控制,将直流电压通过变压器变换为所需的输出直流电压,最后通过滤波电容输出稳定的直流电压。
二、关键技术1.变压器设计:反激式开关电源变压器的设计是整个电源设计中最为关键的部分。
在设计变压器时,要考虑输出功率、输入电压范围、输出电压等参数。
通常采用环型铁芯、锥形铁芯或者斜式铁芯,以减小漏电感和磁性损耗,提高效率。
同时,在设计过程中还要考虑绕组的匝数、电流和绝缘等级等方面的因素。
2.开关元件选择:开关元件是实现能量转换和控制的关键部分。
常用的开关元件有开关管、MOS管等。
选择合适的开关元件需要综合考虑电源输出功率、开关频率、开关速度、导通压降以及温升等因素。
3.控制电路设计:控制电路主要负责控制开关元件的导通和关断。
常见的控制电路有单片机控制和集成电路控制两种。
单片机控制的优点是灵活性高、可编程性强,但需要额外增加单片机等硬件,造成成本增加;集成电路控制则更简单,但灵活性较差。
三、注意事项1.确保变压器设计合理:变压器设计要保证核心材料的选取合理,应该选择磁性能好、耐高温的材料。
此外,变压器的绕组要均匀绝缘,并合理设计匝数,以减小漏电感和损耗。
2.开关元件的选择要合适:开关元件选择要根据实际工作条件来确定,如输出功率、输入电压范围、输入电流等。
3.控制电路设计要稳定可靠:控制电路要设计稳定可靠,能够保证开关元件的正常工作。
如果选用单片机控制,还需考虑保护电路的设计,以避免过电流和过压等问题。
4.散热设计要合理:反激式开关电源在工作过程中会产生较多的热量,因此散热设计要合理。
可以采用散热片、散热风扇等降低温度。
总结:反激式开关电源变压器的设计涉及变压器设计、开关元件选择和控制电路设计等多个方面。
反激式开关电源的设计
反激式开关电源的设计1.反激式开关电源的基本原理与拓扑结构2.反激式开关电源的设计步骤(1)选择合适的开关器件:根据设计需求确定开关器件的额定电流和电压。
应选择满足设计需求的高效开关器件,以确保电源的稳定性和可靠性。
(2)设计变压器:变压器是反激式开关电源中非常重要的组成部分,其设计影响着整个电源的性能。
变压器的设计应根据输入电压、输出电压及负载电流等确定变比。
(3)设计输入滤波器:输入滤波器主要用于去除输入电源的高频噪声和电磁干扰。
应根据设计要求选择合适的滤波器元件。
(4)选择输出滤波器:输出滤波器用于去除输出电压中的高频噪声和波动。
应选择满足设计要求的输出滤波器元件。
(5)选择控制器和反馈电路:反激式开关电源需要一个控制器来控制开关器件的开关频率和占空比。
应根据具体设计需求选择合适的控制器和反馈电路。
(6)设计保护电路:反激式开关电源应设计有相应的保护电路,以防止过流、过压和过温等情况的发生,保证电源的安全可靠运行。
(7)进行电路仿真和调试:应使用电子设计自动化工具进行电路仿真和调试,以验证电源设计的正确性和稳定性。
3.注意事项和常见问题(1)电源设计应考虑效率和性能的平衡,既要保持高效率,又要满足设计要求。
(2)电源设计时要合理布局电路板,降低电磁干扰和噪声。
(3)电源设计应注意选择合适的元件,在成本和性能之间进行权衡。
(4)在进行电路仿真和调试时,应注意保护器件和测试仪器的安全,避免电源短路和电流过大导致元器件损坏。
(5)设计完成后,应进行严格的测试和质量控制,确保电源的稳定性和可靠性。
总结:反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,在设计中需要考虑元件选择、变压器设计、滤波器设计、控制器和反馈电路选择等多个因素。
合理的设计和调试能够确保电源的稳定性和可靠性,满足设备的电源需求。
多路输出单端反激式开关电源原理及设计
多路输出单端反激式开关电源原理及设计一、设计要求本文设计的开关电源将作为智能仪表的电源,最大功率为10 W。
为了减少PCB的数量和智能仪表的体积,要求电源尺寸尽量小并能将电源部分与仪表主控部分做在同一个PCB上。
考虑10W的功率以及小体积的因素,电路选用单端反激电路。
单端反激电路的特点是:电路简单、体积小巧且成本低。
单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。
本电源设计成表面贴装的模块电源,其具体参数要求如下:输出最大功率:10W ;输入交流电压:85~265V;输出直流电压/电流:+5V,500mA;+12V,150mA;+24V,100mA ;纹波电压:≤120mV 。
二、单端反激式开关电源的控制原理所谓单端是指TOPSwitch-II系列器件只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。
反激式则指当功率MOSFET导通时,就将电能储存在高频变压器的初级绕组上,仅当MOSFET关断时,才向次级输送电能,由于开关频率高达100kHz,使得高频变压器能够快速存储、释放能量,经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。
这也是反激式电路的基本工作原理。
而反馈回路通过控制TOPSwitch器件控制端的电流来调节占空比,以达到稳压的目的。
三、TOPSwitch-Ⅱ系列芯片选型及介绍TOPSwitch-Ⅱ系列芯片的漏极(D)与内部功率开关器件MOSFET相连,外部通过负载电感与主电源相连,在启动状态下通过内部开关式高压电源提供内部偏置电流,并设有电流检测。
控制极(C)用于占空比控制的误差放大器和反馈电流的输入引脚,与内部并联稳压器连接,提供正常工作时的内部偏置电流,同时也是提供旁路、自动重起和补偿功能的电容连接点。
源极(S)与高压功率回路的MOSFET的源极相连,兼做初级电路的公共点与参考点。
多路输出反激式开关电源的设计与实现
多路输出反激式开关电源的设计与实现多路输出反激式开关电源的设计与实现一、引言开关电源是一种高效率、高可靠性、体积小、重量轻的电源设备,被广泛应用于电子产品中。
多路输出反激式开关电源是一种基于反激式开关电源拓扑结构,能够同时提供多个稳定电压输出的电源系统。
本文将针对这种电源系统进行设计与实现。
二、多路输出反激式开关电源原理多路输出反激式开关电源的基本原理是利用开关管进行高频开关,通过变压器传递能量,并通过整流和滤波电路获得稳定的输出电压。
其核心是控制开关管的导通时间,以实现不同输出电压的调节。
三、电路设计与元器件选择1. 输入电路设计:为了保护开关管和输入电源,应采用滤波电感和输入电容进行滤波处理,同时添加过流保护电路。
2. 变压器设计:根据输出电压和电流要求确定变压器的参数,选择合适的线性密度和电感,以获得理想的传输效果。
3. 输出电路设计:对于多路输出反激式开关电源,每个输出通道都要设计独立的整流和滤波电路,以确保稳定的输出电压。
4. 控制电路设计:采用反馈控制电路,通过对反馈信号的处理调节开关管的导通时间,实现多路输出电压的精确控制。
四、PCB板设计PCB板是电路实现的载体,其设计主要包括布局设计、走线设计和连接设计。
在多路输出反激式开关电源中,需要考虑分区布局,分别放置输入输出电路和控制电路,以最大限度地减小干扰。
同时,在走线设计中,应注意分离高频信号和低频信号,减少耦合。
五、电路调试与输出稳定性测试在完成电路设计与制作后,需要进行电路调试,并测试输出稳定性。
调试时可以通过示波器观察各个节点的波形,以确定是否存在异常。
并通过负载变化测试,验证输出电压是否能够保持稳定。
六、改进与优化在实际应用中,根据具体需求可以对多路输出反激式开关电源进行改进和优化。
常见的改进方法包括添加过压、欠压保护功能,提高电源的效率,降低输出纹波等。
七、结论多路输出反激式开关电源作为一种高效、可靠、稳定的电源系统,具有广泛应用前景。
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反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析二.反激式开关电源实际电路的主要部件及其作用三.反激式开关电源电路各主要器件的参数选择四.反激式开关电源pcb排板原则五.变压器的设计六.反激式开关电源的稳定性问题反激式开关电源原理与工程设计一.反激式开关电源的原理分析1.反激式开关电源电路拓扑2.为什么是反激式a.变压器的同名端相反b.利用了二极管的单向导电特性3.电感电流的变化为何不是突变电压加在有电感的闭合回路上,流过电感上电流不是突变的,而是线性增加。
愣次定律:a.当电感线圈流过变化的电流时会产生感生电动势,其大小于与线圈中电流的变化率成正比;b.感生电动势总是阻碍原电流的变化4.变压器的主要作用与能量的传递理想变压器与反激式变压器的区别反激式变压器的作用a.电感(储能)作用遵守的是安匝比守恒(而不是电压比守恒)储存的能量为1/2×L×Ip2b.限流的作用c.变压作用初次级虽然不是同时导通,它们之间也存在电压转换关系,也是初级按匝比变换到次级,次级按变比折射回初级。
d.变压器的气隙作用扩展磁滞回线,能使变压器更不易饱和磁饱和的原理图电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度H是磁场强度简单一点,H跟外加电流成正比就是了,增加电流,磁流密度会跟着增加, 当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密度会增加得很慢, 而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,电感值跟导磁率成正比,导磁率=B/HB是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.) H会增加,但B不会增加, 导磁率变化量会趋近零啦!电感值跟导磁率变化量成正比, 导磁率变化量趋近零,那电感值会是多少? 零5.开关管漏极电压的组成a. 高压为基础部分b. 折射回来的电压部分c. 漏感产生的尖峰部分波形6.反激式拓扑开关电源有两种工作模式:(1) 完全能量转换,也叫做非连续导通模式。
该模式的特点是,变压器在储能周期中储存的所有能量在反激周期都转移到输出端。
(2) 不完全能量转换,也叫做连续导通模式。
存储在变压器中的一部份能量保留到下一个储存周期开始。
工作模式是由初级电流和负载电流决定的2、结合图1以非连续导通模式为例分析反激式开关电源的工作原理。
该模式反激式拓扑开关电源的一个工作周期中有励磁、去磁、非连续导通三个阶段。
(1) 励磁阶段:当开关VT1导通时,变压器初级励磁电感中的电流从零开始上升。
由于次级边的二极管具有单向导通性,此时二极管反偏,在次级不导通电流,输出滤波电容C向负载供电。
由于此阶段的作用是向初级励磁电感补充能量,以为在下一个阶段向次级绕组转移能量做准备,因此这个阶段被称为励磁阶段。
(2) 去磁阶段:当励磁阶段结束后,VT1停止导通。
由于电感电流不能突变,励磁电感电流开始在初级电感上续流,能量通过变压器转移到输出端,在次级边上,二极管正向导通,输出端得到能量。
此时,励磁电感上的电压反向,励磁电流开始下降,因此该阶段被称为去磁阶段。
(3) 非连续导通阶段:当励磁电感的电流下降到零时,变压器初级边的能量己经完全转移到次级边,次级边上二极管不再导通。
此时反激式拓扑中的初级和次级绕组都不导通电流,等待着下一个周期的到来。
在连续导通模式下,不存在这个阶段。
7.电流控制模式电流控制模式特点:有两个反馈环1. 一个由电流检测电阻输入电压和脉宽调制器组成响应速度快的内环组成2. 一个由分压电阻、误差放大器组成的响应速度慢的外环二.反激式开关电源实际电路的主要部件及其作用1.实际电路(1)2.我司电路a. FD9022b.FD9020SCHEMATIC1FD9020DB_DEMOFD9020FD9020三.反激式开关电源各主要器件的参数选择1.输入电路设计保险丝最好用延迟型的保险丝,平均电流的5倍热敏电阻10欧/耐压问题,10mm,14mm,20mm共模滤波器5倍的平均电流,25—40MH安规电容交流250V--275V 的X2电容;Y2安规电容交流250V--275V压敏电阻10mm, 14mm 470V---680V耐压的2.交流整流管的参数选择整流管选用600V—800V的管子;额定电流为最大电流3-5倍,习惯选5倍3.输入滤波电容选择1W/1.5--2U ,耐压为最高电压+(30—50V)例如265 V× 1.4=370V选用400V耐压的电解电容285V×1.4=399V 选用450V耐压的电解电容4.开关管的选择a.耐压余量耐压取理论值加80V,原则上不宜太大,也不宜太小,余量太大,导通电阻大,导通损耗大,b.电流余量电流值应取最大电流的3-4倍,注意是100℃时5.箝位电路参数的选择a.箝位电容的选择b.箝位电路电阻的选择c.箝位电路的阻断二极管的选择6.输出整流二极管的选择a.电压余量耐压的理论计算值=最大交流电压×1.414×N1/N2+V o+尖峰+30Vb.电流余量流过整流管的电流为输出电流平均值的4倍,因此选择整流管的额定电流应为输出平均电流的3—5倍c.输出滤波电容的选择ESR小的高频电解1A/1000U 反激式电路耐压30﹪,10V,16V,25V,35V 60V,100Vd.输出滤波电感3UH四.反激式开关电源pcb排板原则一般原则:(反射噪声,串扰,开关噪声,地弹,轨道塌陷,以及辐射)a.Pcb走线长度减少一半,则其电感也减少一半,但走线宽度要增加10倍才减少一半b.电流路径小电流信号尽可能与大电流信号的地回路分开;高压信号尽可能与低压信号远些;多路输出的地回路有条件尽可能分开c.减小电感的方法实际情况a.初级回路b.次级回路c.初次级回路的安全距离d.典型排板案例(第一版本)(第二版本:初级地分开汇总到高压电容,次级地一路汇总到变压器)(第三版本:次级地12V 5V分开汇总到变压器)五.变压器的设计1.实用的工程设计计算FD9020 5V/2A 12V/0.5A变压器:输入电压:90V~265Vac输出功率:16W效率η=80% 占空比D=0.45 频率F=65K由于工作在宽电压范围,设计按连续模式计算1、峰值电流计算(最大峰值电流设在交流电压最低的情况计算)Po=Pin*η=Udc*Idc*D*ηIdc=(Ip1+Ip2)/ 2→Ip1+Ip2=2*Po/(Udc*d*η)=2*16/((90*1.414-20)*0.45*0.8)=2*16/(107*0.45*0.8)=0.8307AIp2=4Ip1→Ip1=0.166A; Ip2=0.664A△Ip=Ip2-Ip1=0.498A2、初级电感量计算L*△Ip=Udc*Ton Ton=D*T=D/F→L=(Udc*D)/(△Ip*F)=107*0.45/(0.498*65)=1.487mH3、匝比及各绕组匝数计算取反射电压Ur=80V D/(1-D)×V(100V)N=Ur/(Uout+0.5)=80/5.5=14.5查表知EE22 Ae为36.7mm2 取△B为0.25Np=(Udc*D)/(△B*Ae*F)=(107*0.45*1000)/(0.25*36.7*65)=80.74匝Ns=Np/N=80.74/14.5=5.568 取整数6匝反推原边Np=Ns*N=6*14.5=87 取87匝次级12V路:N12V=Ns/Uout*U12v=6/5 *12=14.4 取14匝辅助绕组:Na=Ns/Uout*Ua=6/5 *17=20.4 取20匝各绕组匝数匝比:原:辅:5V:12V = 87:20:6:144、各绕组线径计算初级电流Irms=Ip*√D÷3= 0.8307*√0.45÷3=0.1857A取5A/mm初级:πR^2=0.1857÷5→D=2*R=0.2175mm,取D=0.23mm 5V输出:3*πR^2=2÷5→D=2*R=0.412mm,取D=0.45mm 12V输出:πR^2=0.5÷5→D=2*R=0.3568mm,取D=0.35mm 辅助路输出:电流较小,为配线方便取D=0.23mm综上:初级Np = 87匝线径0.23mm*15V路Ns = 6匝线径0.45mm*312V路N12V = 14匝线径0.35mm*1辅助Na=20匝线径0.23mm*1Lp=1.487mH5、CS电阻计算R= 0.8V/Ip2 = 0.8/0.664 = 1.2R 保留一点裕量取1R电阻2. 传统的Ap3. 变压器的工艺问题 (三明治,分层,绕向,磁路,磁材形状)减少漏感的工艺安全工艺改善辐射工艺降低成本工艺六. 反激式开关电源的稳定性问题七. 关键器件的特性功率VDMOS 场效应晶体管具有双极型功率晶体管不具备的许多独特优点:1、开关速度非常快功率VDMOS 场效应晶体管是多数载流子器件,具有非常快的开关速度,不存在双极型功率晶体管的少数载流子存贮效应,没有存贮时间。
开关时间可达几ns 至数十ns 。
一般低压器件开关时间为10ns 数量级,高压器件位100ns 数量级。
特别适合于制作高频开关,可以大大减小电抗元件的损耗、尺寸和重量。
功率VDMOS 器件的开关速度主要决定于器件的内部电容的充、放电,并与工作温度无关。
2、高输入阻低和低驱动电流功率VDMOS 器件的栅极以二氧化硅作为电介质绝缘层,其直流电阻在40M Ω以上,因而它的输入阻抗极高,是一种理想的电压控制器件,其驱动线路简单,可以直接被C-MOS 、TTL 、IC 驱动。
直流驱动电流很小,在100nA 数量级,大大降低了系统的功率损耗。
3、安全工作区大功率VDMOS 器件与双极型功率晶体管的明显区别之一是没有二次击穿。
安全工作区由器件的峰值电流、击穿电压的额定值和功率容量来决定,无需增加保护线路和装置就可以保证器件安全可靠地工作。
4、漏极电流为负的温度系数有良好的热稳定性功率VDMOS 器件的最小导通电压由导通电阻)(DS on r 决定。
对于低压器件,)(DS V on 是很小的,但是随着器件的电压增加,导通电阻也增加。
)(DS on r 有正温度系数特性,也就是说漏极电流有负温度系数,有自动调节能力,器件有均匀的温度分布。
而双极型器件会由于电流集中而形成局部热点,进而引起热电恶性循环。
功率VDMOS器件可以简单地并联,以增加其电流容量。
而双极型晶体管并联使用需要镇流电阻、内部网络匹配以及其它额外的保护装置。
5、跨导高度线性、放大失真小功率VDMOS场效应晶体管是一种短沟道器件,当栅源电压GSV上升到一定值后,跨导基本是一恒定值,跨导高度线性,在线性电路中应用会带来了相当大的好处。