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DC-DC变换器学习(4)

已有 25 次阅读2023-1-22 02:27 |系统分类:芯片设计

1、单刀单掷开关可以基于电压极性用半导体器件实现。器件必须在关断状态阻塞,在开启状态导通。

2、单象限单刀单掷开关可以基于关态电压和开态电流对应的极性用单个晶体管或者二极管实现。

3、两象限单刀单掷开关可以用一个晶体管和一个二极管串联或者反向并联连接实现。

4、一个“同步整流器”是连接的一个用来传导反向电流的MOSFET,必要的话还可以加栅极驱动控制。这个器件一般用于以其他方式使用的二极管的应用场合。如果采用导通电阻Ron足够小的MOSFET,就能减小导通损耗。

5、多数载流子器件MOSFET、肖特基二极管等有很快的开关速度,本质上由器件的电容充电过程控制。然而,这种器件的前向电压降也会随着击穿电压的升高而增大。

6、少数载流子器件包含BJT、IGBT和晶闸管类。这种器件在前向导通压降的同时可以实现高的击穿电压。然而这种器件的开关时间较长,由注入或者清除储存的少子电荷所需的时间决定。

7、宽带隙半导体可以更好实现击穿电压、导通电阻和开关速度之间的折衷。硅碳化物MOSFET、SiC二极管和GaN HEMT可以实现优于硅基半导体器件的性能。

8、因为各种各样的机制存在,功率会在开关瞬态损耗掉。最终的平均功率损耗或者开关损耗等于能量损耗乘以开关频率。开关损耗给实际的转换器加了一个上限开关频率。

9、二极管和电感对于晶体管来说就是“固定的感性负载”。当驱动这样一个负载,晶体管就会在开关的瞬时承受高的瞬态功耗损耗。一个显著的开关损耗就是IGBT的关瞬态出现的电流拖尾现象。

10、pn结二极管的开关瞬态不用一般的指数特性i-v描述,因为该特性描述的是平衡状态。只有把外部存储的少子电荷全部移除才能关断二极管。在二极管的反向恢复过程,显著的电流会流过晶体管从而产生开关损耗。

11、平衡电流模型可以用来建模由二极管反向恢复造成的开关损耗。对开关波形甚至瞬态都求平均,以找到直流分量的表达式。这些平衡表达式用于构建平衡电路。

12、其他显著的开关损耗主要是储存在寄生电容中的电荷和储存在寄生电感中的能量造成的。



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