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開關(guān)電源的三極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)詳細(xì)過程(二)

來源:   發(fā)布時(shí)間:2019-07-12   點(diǎn)擊量:1219

開關(guān)電源的三極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)詳細(xì)過程(二)

在前面的文章上我們都已經(jīng)敘述了一部分,本文就來接著說說關(guān)于開關(guān)電源的三極管開關(guān)電路設(shè)計(jì)詳細(xì)過程的下半部分吧,希望能給到大家一些幫助。
開關(guān)電源之三極管開關(guān)與機(jī)械式開關(guān)的比較
截至目前為止,我們都假設(shè)當(dāng)三極管開關(guān)導(dǎo)通時(shí),其基極與射極之間是完全短路的。事實(shí)并非如此,沒有任何三極管可以完全短路而使VCE=0,大多數(shù)的小信號硅質(zhì)三極管在飽和時(shí),VCE(飽和) 值約為0.2伏特,縱使是專為開關(guān)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的交換三極管,其VCE(飽和) 值頂多也只能低到0.1伏特左右,而且負(fù)載電流一高,VCE(飽和) 值還會(huì)有些許的上升現(xiàn)象,雖然對大多數(shù)的分析計(jì)算而言,VCE(飽和) 值可以不予考慮,但是在測試交換電路時(shí),必須明白VCE(飽和) 值并非真的是0。

雖然VCE(飽和)的電壓很小,本身微不足道,但是若將幾個(gè)三極管開關(guān)串接起來,其總和的壓降效應(yīng)就很可觀了,不幸的是機(jī)械式的開關(guān)經(jīng)常是采用串接的方式來工作的,三極管開關(guān)無法模擬機(jī)械式開關(guān)的等效電路來工作,這是三極管開關(guān)的一大缺點(diǎn)。

幸好三極管開關(guān)雖然不適用于串接方式,卻可以完美的適用于并接的工作方式。開關(guān)電源之三極管開關(guān)和傳統(tǒng)的機(jī)械式開關(guān)相較,具有下列四大優(yōu)點(diǎn)﹕
(1)開關(guān)電源之三極管開關(guān)不具有活動(dòng)接點(diǎn)部份,因此不致有磨損之慮,可以使用無限多次,一般的機(jī)械式開關(guān),由于接點(diǎn)磨損,頂多只能使用數(shù)百萬 次左右,而且其接點(diǎn)易受污損而影響工作,因此無法在臟亂的環(huán)境下運(yùn)作,三極管開關(guān)既無接點(diǎn)又是密封的,因此無此顧慮。
(2)開關(guān)電源之三極管開關(guān)的動(dòng)作速度較一般的開關(guān)為快,一般開關(guān)的啟閉時(shí)間是以毫秒 (ms)來計(jì)算的,三極管開關(guān)則以微秒(μs)計(jì)。(3)三極管開關(guān)沒有躍動(dòng)(bounce) 現(xiàn)象。一般的機(jī)械式開關(guān)在導(dǎo)通的瞬間會(huì)有快速的連續(xù)啟閉動(dòng)作,然后才能逐漸達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
(4)利用開關(guān)電源三極管開關(guān)來驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí),在開關(guān)開啟的瞬間,不致有火花產(chǎn)生。反之,當(dāng)機(jī)械式開關(guān)開啟時(shí),由于瞬間切斷了電感性負(fù)載樣 上的電流,因此電感之瞬間感應(yīng)電壓,將在接點(diǎn)上引起弧光,這種電弧非但會(huì)侵蝕接點(diǎn)的表面,亦可能造成干擾或危害。
開關(guān)電源之三極管開關(guān)的測試
開關(guān)電源之三極管開關(guān)不像機(jī)械式開關(guān)可以光憑肉眼就判斷出它目前的啟閉狀態(tài),因此必須利用電表來加以測試。標(biāo)準(zhǔn)三極管開關(guān)電路中,當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通時(shí),VEC的讀值應(yīng)該為0,反之當(dāng)開關(guān)切斷時(shí),VCE應(yīng)對于VCC。

開關(guān)電源之三極管開關(guān)在切斷的狀況下,由于負(fù)載上沒有電流流過,因此也沒有壓降,所以全部的供應(yīng)電壓均跨降在開關(guān)的兩端,因此其VCE值應(yīng)等于VCC,這和機(jī)械式開關(guān)是完全相同的。如果開關(guān)本身應(yīng)導(dǎo)通而未導(dǎo)通,那就得測試Vin的大小了。欲保證三極管導(dǎo)通,其基極的Vin電壓值就必須夠高,如果Vin值過低,則問題就出自信號源而非三極管本身了。假使在Vin的準(zhǔn)位夠高,驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通絕無問題時(shí),而負(fù)載卻仍未導(dǎo)通,那就要測試電源電壓是否正常了。

一旦VBE正常且有基極電流流動(dòng)時(shí),便必須測試VCE值,假使VCE趨近于VCC,就表示三極管的集基接面損壞,必須換掉三極管。假使VCE趨近于零伏特,而負(fù)載仍未導(dǎo)通,這可能是負(fù)載本身有開路現(xiàn)象發(fā)生,因此必須檢換負(fù)載。當(dāng)Vin降為低電壓準(zhǔn)位,開關(guān)電源之三極管理應(yīng)截止而切斷負(fù)載,如果負(fù)載仍舊未被切斷,那可能是三極管的集基極和集射極短路,必須加以置換。
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