大功率開關(guān)—晶體管的重要任務(wù)電路圖

(一)控制大功率

現(xiàn)在的功率晶體管能控制數(shù)百千瓦的功率，使用功率晶體管作為開關(guān)有很多優(yōu)點，主要是；

(1)容易關(guān)斷，所需要的輔助元器件少，

(2)開關(guān)迅速，能在很高的頻率下工作，

(3)可得到的器件耐壓范圍從100V到700V，應(yīng)有盡有．

幾年前，晶體管的開關(guān)能力還小于10kW。目前，它已能控制高達數(shù)百千瓦的功率。這主要歸功于物理學(xué)家、技術(shù)人員和電路設(shè)計人員的共同努力，改進了功率晶體管的性能。如

(1)開關(guān)晶體管有效芯片面積的增加，

(2)技術(shù)上的簡化，

(3)晶體管的復(fù)合——達林頓，

(4)用于大功率開關(guān)的基極驅(qū)動技術(shù)的進步。 、

(二)直接工作在整流380V市電上的晶體管功率開關(guān)

如圖l所示，功率開關(guān)由三只晶體管復(fù)合而成，具有在700V的電壓下開關(guān)200A電流的能力。在這個大功率達林頓開關(guān)中，兩只50A、700V的晶體管并聯(lián)并被第三只同樣的晶體管驅(qū)動。

如果需要開關(guān)更大的負(fù)載電流，可使用更多的晶體管并聯(lián)。圖2示出了一個400A，700V大功率開關(guān)，共使用了六只功率晶體管。

晶體管復(fù)合(達林頓)和并聯(lián)都是有效地增加晶體管開關(guān)能力的方法。

在這樣的大功率電路中，存在的主要問題是布線。很高的開關(guān)速度能在很短的連接線上產(chǎn)生相當(dāng)高的干擾電壓。

(三)簡單和優(yōu)化的基極驅(qū)動造就的高性能

今日的基極驅(qū)動電路不僅驅(qū)動功率晶體管，還保護功率晶體管，稱之為“非集中保護” (和集中保護對照)。在上面的應(yīng)用實例中，集成驅(qū)動電路的功能包括：

(1)開通和關(guān)斷功率開關(guān)；

(2)監(jiān)控輔助電源電壓；

(3)限制最大和最小脈沖寬度；

(4)熱保護；

(5)監(jiān)控開關(guān)的飽和壓降。

應(yīng)用實例如下：

可以看出，用功率晶體管開關(guān)大功率象開關(guān)小功率一樣容易。