產(chǎn)生尖峰電流的主要原因

在實際電路連線中，由于工藝的關系，電路的輸入回路至開關管V的集電極和發(fā)射極之間的導線上存在一定的雜散電感，等效于LS。在V導通時，輸入電流iI經(jīng)過LS，產(chǎn)生一個感應電流ULS，極性為左正右負。V關斷期間，電流將迅速減小至零，導致產(chǎn)生很大的di/dt，LS上產(chǎn)生很高的ULS，極性變?yōu)樽筘撚艺?，加在V的集電極和發(fā)射極上，致使V管兩端產(chǎn)生很高的電流尖峰。由于LS的存在，在輸入電流一定的情況下，開關管V的關斷速度越快，或者開關管的關斷速度一定的情況下，輸入電流越大，電流尖峰越大。

顯然LS限制了電源功率等級和開關頻率的進一步提高。由此產(chǎn)生的電流尖峰對開關管V危害很大，它會使V的關斷損耗增加，整機效率降低，加大傳導噪聲（EMI），甚至損壞開關管，因此必須消除。

輸出級的 T3、T4 管短設計內(nèi)同時導通。在與非門由輸出低電平轉(zhuǎn)向高電平的過程中，輸入電壓的負跳變在 T2 和 T3 的基極回路內(nèi)產(chǎn)生很大的反向驅(qū)動電流，由于 T3 的飽和深度設計得比 T2 大，反向驅(qū)動電流將使 T2 首先脫離飽和而截止。T2 截止后，其集電極電位上升，使 T4 導通?？墒谴藭r T3 還未脫離飽和，因此在極短得設計內(nèi) T3 和 T4 將同時導通，從而產(chǎn)生很大的 ic4，使電源電流形成尖峰電流。圖中的 R4 正是為了限制此尖峰電流而設計。

低功耗型 TTL 門電路中的 R4 較大，因此其尖峰電流較小。當輸入電壓由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，與非門輸出電平由高變低，這時 T3、T4 也可能同時導通。但當 T3 開始進入導通時，T4 處于放大 狀態(tài)，兩管的集－射間電壓較大，故所產(chǎn)生的尖峰電流較小，對電源電流產(chǎn)生的影響相對較小。

產(chǎn)生尖峰電流的另一個原因是負載電容的影響。與非門輸出端實際上存在負載電容 CL，當門的輸出由低轉(zhuǎn)換到高時，電源電壓由 T4 對電容 CL 充電，因此形成尖峰電流。

當與非門的輸出由高電平轉(zhuǎn)換到低電平時，電容 CL 通過 T3 放電。此時放電電流不通過電源，故 CL 的放電電流對電源電流無影響。

產(chǎn)生尖峰電流的主要原因包括：

1. 啟動電流：在某些機電設備（如電動機、壓縮機、泵等）的啟動過程中，需要額外消耗電能，產(chǎn)生啟動電流，往往比常規(guī)工作時的電流大數(shù)倍，導致短時間內(nèi)電路中產(chǎn)生尖峰電流。

2. 過電壓：在電路開關突然斷開或合上時，電感元件、電容元件內(nèi)部會產(chǎn)生過電壓，從而導致電路中短時間內(nèi)產(chǎn)生尖峰電流。

3. 放電：在電容元件或電源中的充電狀態(tài)下，突然斷開電源，則電容器會放出儲存的電量，從而使電路中產(chǎn)生瞬間的尖峰電流。

4. 短路：在電路中出現(xiàn)短路，瞬間形成低阻抗通路，會導致大量電流涌入短路處，形成尖峰電流。

5. 變電所電容器開關操作：在電容器開關關閉時，電容器內(nèi)部的電荷將轉(zhuǎn)移到變壓器的兩個繞組之間，使得整個電路的阻抗瞬間降低，導致電路中產(chǎn)生瞬間的尖峰電流。

綜上所述，產(chǎn)生尖峰電流的原因比較多，并且在不同的場合中也會有所不同。為了避免電路中產(chǎn)生尖峰電流，我們需要采取適當?shù)拇胧?，如選用適應性更好的電力設備，進行電路設計和開發(fā)，以及加裝適應性更好的保護電路等。