三極管作為電子電路中的核心開關(guān)器件,其導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)由基極電流(IB)控制,遵循 “小電流控制大電流” 的核心邏輯。要實(shí)現(xiàn) “導(dǎo)通后即截止”,本質(zhì)是通過(guò)開關(guān)元件向三極管基極提供瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào),待導(dǎo)通條件滿足后快速切斷基極電流,使三極管從飽和導(dǎo)通狀態(tài)迅速回歸截止?fàn)顟B(tài)。
在電力電子電路中,MOS 管作為核心開關(guān)器件,其開關(guān)特性直接決定了電路的效率、穩(wěn)定性與可靠性。然而在實(shí)際應(yīng)用中,“關(guān)斷緩慢” 引發(fā)的嚴(yán)重發(fā)熱問(wèn)題屢見不鮮,尤其當(dāng) MOS 管在關(guān)斷過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間徘徊于恒流區(qū)與夾斷區(qū)臨界點(diǎn)時(shí),功率損耗會(huì)急劇上升,不僅影響器件壽命,還可能導(dǎo)致電路故障。本文將深入剖析這一現(xiàn)象的本質(zhì)、成因,并提出針對(duì)性的優(yōu)化方案,為工程實(shí)踐提供參考。
在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中,電源噪聲是影響系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和性能的關(guān)鍵因素。無(wú)論是工業(yè)控制、消費(fèi)電子還是精密儀器,電源噪聲都可能導(dǎo)致信號(hào)失真、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、器件壽命縮短等問(wèn)題。電源噪聲主要源于開關(guān)器件的高頻切換、寄生參數(shù)干擾、負(fù)載突變等,想要有效降低噪聲,需要從設(shè)計(jì)理念、布局布線、器件選型等多維度綜合施策。以下幾點(diǎn)核心方法,能幫助工程師在電源設(shè)計(jì)中精準(zhǔn)攻克噪聲難題。
在電力電子領(lǐng)域,半橋器件作為一種關(guān)鍵的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源轉(zhuǎn)換、逆變器等眾多場(chǎng)景。半橋拓?fù)渫ǔS蓛蓚€(gè)開關(guān)器件(如 MOSFET 或 IGBT)組成,分別處于高邊和低邊,通過(guò)交替開關(guān)來(lái)精準(zhǔn)控制負(fù)載的電流和電壓。其工作原理并不復(fù)雜,高邊導(dǎo)通、低邊關(guān)斷時(shí),電流從電源正極經(jīng)高邊開關(guān)流向負(fù)載,再返回電源負(fù)極;低邊導(dǎo)通、高邊關(guān)斷時(shí),電流則從負(fù)載經(jīng)低邊開關(guān)流向地。然而,在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,半橋器件的開關(guān)安全與速度成為了影響系統(tǒng)性能與可靠性的關(guān)鍵因素。
在電力電子領(lǐng)域,絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為高性能開關(guān)器件,廣泛應(yīng)用于PWM(脈寬調(diào)制)方式工作的開關(guān)電源中。IGBT的損耗直接影響開關(guān)電源的效率、熱設(shè)計(jì)及可靠性。因此,深入分析IGBT在PWM方式下的損耗特性,對(duì)于優(yōu)化開關(guān)電源設(shè)計(jì)具有重要意義。
通過(guò)對(duì)逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制,使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖,用這些脈沖來(lái)代替所需要的波形(如正弦波)。
功率開關(guān)器件的高額開關(guān)動(dòng)作是導(dǎo)致開關(guān)電源產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的主要原因。開關(guān)頻率的提高一方面減小了電源的體積和重量,另一方面也導(dǎo)致了更為嚴(yán)重的EMI問(wèn)題。
升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將輸入電壓升高到一個(gè)更高的水平。它利用開關(guān)器件和磁性元件來(lái)實(shí)現(xiàn)升壓。當(dāng)開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí),輸入電壓通過(guò)磁性元件降壓后加到輸出端子上;
開關(guān)和繼電器制造商正在提供更多選項(xiàng),以幫助設(shè)計(jì)人員為其應(yīng)用選擇合適的器件。 開關(guān)和繼電器市場(chǎng)的最大趨勢(shì)之一是需要更多選項(xiàng)來(lái)幫助設(shè)計(jì)人員為其應(yīng)用選擇最佳開關(guān)器件。其他更大的要求是更長(zhǎng)的使用壽命、更小的封裝和更大的堅(jiān)固性。
其特點(diǎn)是頻率高,效率高,功率密度高,可靠性高。然而,由于其開關(guān)器件工作在高頻通斷狀態(tài),高頻的快速瞬變過(guò)程本身就是一電磁騷擾(EMD)源,它產(chǎn)生的EMI信號(hào)有很寬的頻率范圍,又有一定的幅度。若把這種電源直接用于數(shù)字設(shè)備,則設(shè)備產(chǎn)生的EMI信號(hào)會(huì)變得更加強(qiáng)烈和復(fù)雜。
什么是開發(fā)開關(guān)電源DC-DC控制芯片?它有什么特點(diǎn)?芯片設(shè)計(jì)至關(guān)重要,同時(shí)芯片設(shè)計(jì)也是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。因此,對(duì)于芯片設(shè)計(jì),我們應(yīng)該具備一定了解。電源是一切電子設(shè)備的心臟部分,其質(zhì)量的好壞直接影響電子設(shè)備的可靠性。
能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必定存在能耗,雖然實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法獲得100%的轉(zhuǎn)換效率,但一個(gè)高質(zhì)量的電源效率可以達(dá)到非常高的水平,效率接近95%。絕大多數(shù)電源IC的工作效率可以在特定的工作條件下測(cè)得,數(shù)據(jù)資料中給出了這些參數(shù)。一般廠商會(huì)給出實(shí)際測(cè)量的結(jié)果,但我們只能對(duì)我們自己的數(shù)據(jù)擔(dān)保。
一、引言隨著PCB設(shè)計(jì)復(fù)雜度的逐步提高,對(duì)于信號(hào)完整性的分析除了反射,串?dāng)_以及EMI之外,穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)也成為設(shè)計(jì)者們重點(diǎn)研究的方向之一。尤其當(dāng)開關(guān)器件數(shù)目不斷增
意法半導(dǎo)體(和CEA Tech下屬的研究所Leti今天宣布合作研制硅基氮化鎵(GaN)功率開關(guān)器件制造技術(shù)。該硅基氮化鎵功率技術(shù)將讓意法半導(dǎo)體能夠滿足高能效、高功率的應(yīng)用需求,包括混動(dòng)和電動(dòng)汽車車載充電器、無(wú)線充電和服務(wù)器。
開關(guān)器件在嵌入式電路中經(jīng)常使用IO口來(lái)控制某些電路的開關(guān)功能,此時(shí)三極管可作為開關(guān)器件來(lái)使用。作為開關(guān)器件使用時(shí)需使用開關(guān)三極管如9014和9015等小功率器件,此時(shí)三極
作為在近幾年當(dāng)中迅速崛起的一種半導(dǎo)體光電器件,光電耦合器擁有很多優(yōu)點(diǎn),比如體積小、壽命長(zhǎng),能在干擾較強(qiáng)的環(huán)境下工作等。因此,光電耦合器開始被大量的應(yīng)用在電子電路
可控硅調(diào)壓器廣泛應(yīng)用于風(fēng)扇調(diào)速、燈具調(diào)光等場(chǎng)合。由于可控硅的開關(guān)器件,本身?yè)p耗少,比較起變壓器調(diào)壓來(lái),可以節(jié)省不少電力,同時(shí)體積小、重量輕、穩(wěn)定可靠。如下圖所示
為了表征各種電壓或電流波形的好壞,一般都是拿電壓或電流的幅值、平均值、有效值、一次諧波等參量互相進(jìn)行比較。在開關(guān)電源之中,電壓或電流的幅值和 平均值最直觀,因
從傳統(tǒng)的模擬型電源到高效的開關(guān)電源,電源的種類和大小千差萬(wàn)別。它們都要面對(duì)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的工作環(huán)境。設(shè)備負(fù)載和需求可能在瞬間發(fā)生很大變化。即使是“日用的”開關(guān)電源,也要能夠承受遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其平均工作
本文針對(duì)動(dòng)力鋰電池成組使用,各節(jié)鋰電池均要求充電過(guò)電壓、放電欠電壓、過(guò)流、短路的保護(hù),充電過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)整組電池均衡充電的問(wèn)題,介紹了一種采用單節(jié)鋰電池保護(hù)芯片對(duì)任意串聯(lián)數(shù)的成組鋰電池進(jìn)行保護(hù)的含均衡充