高壓雙極晶體管的典型驅動電路

圖中采用了緩沖二極管與貝克鉗位電路的組合電路，并用推挽驅動電路作為Q1的基極驅動電路。

這種充電器電路設計對于在反激變換期間集電極電壓可能達到800V的高壓反激變換電路來說是相當合適的。它的工作原理如下。

當系統(tǒng)驅動電壓變高時，Q2導通同時Q3關斷。電流經(jīng)R3、Q2、C2和D7到達功率管Q1的基極。由R3和C2組成的低阻網(wǎng)絡提供的加速驅動使Q1快速導通。

當Q1導通時，它的集電極電壓下降。在集電極電壓降到輔助充電器電壓值12V以下時，緩沖二極管D3將會正向偏壓，這時電流會經(jīng)P3、P5分流至Q1的集電極。

Q1持續(xù)導通，使其集電極電壓值降低，直到它的值變?yōu)樨惪算Q位電壓值，這時D3正偏導通，將部分基極驅動電流分流到P5、P3和Q1的集電極。

在同一個過程中，C2被充電至某一電壓值，使得驅動電流經(jīng)D1、D2和L1被分流到Q1的基極。這時Q2的集電極電壓等于Q1的基一射結之間電壓Vbe、D1和D2上的壓降以及Q2的集電極一發(fā)射極之間的壓降Vsat之和，即為2.5V。而Q1集電極鉗位電壓將小于D3，D5上的壓降，即為1V。Q1集電極鉗位的電壓值可以通過與D1和D2串聯(lián)更多的二極管來增加，這里，L1上的壓降忽略不計。

因此在Q1剩下的導通時間內，主要的驅動電流通過R3、Q2、D1、D2和L1流入Q1的基極和發(fā)射極。貝克鉗位電路工作由D3和D5完成。

在導通期結束后，驅動電壓變低，Q2關斷面Q3導通，D4的負極電壓鉗位在偏壓充電器-5V上。二極管D7、D1和D2反偏，關斷電流從D4和L1流過。

在Q1關斷之前，流過L1的電流是正方向的，在Q1關斷開始時，流過L1的電流繼續(xù)要保持這個方向而電流值是逐漸衰減的。因此通過L的關斷電流先衰減到零，然后再經(jīng)過D反向，這為高壓晶體管提供了理想的特定斜坡關斷電流，參見第15章。在關斷期間內，電容C2通過R放電當所有的載流子被從Q的基-射結間除去后，基-射結關斷，同時根據(jù)楞次定律電感L的反激作用將強迫Q1的基-射結進入反向擊穿狀態(tài)。該Q1基一射結反向電壓大約為7.5V，小于一5V偏壓。當L1上的能量消耗后，擊穿停止。注意：許多高壓晶體管是為滿足這種在關斷期間擊穿的工作方式而設計的。

在Q1關斷的同時，集電極電壓將向反向電壓值800V方向增大。然而當Q1集電極電壓升到輔助電壓12V時，緩沖二極管D5將反向偏置，集電極電流會經(jīng)過D3和D4流入輔助充電器。因為D3的反向恢復時間長于Q2的關斷時間，因此Q1只是在低的集電極電壓12V下關斷。當Q1完全關斷而D5不通時，Q1的集電極電壓將會增大到反向電壓值。在下一個正向驅動脈沖作用下，D3的恢復電荷存儲在電容C1上。

盡管這個電路沒有按傳統(tǒng)方式提供一個比例驅動電流，但貝克鉗位電路能夠調整功率管的基極電流以符合電路增益以及集電極電流的要求，因此它的作用和比例驅動電路相似，只是它需要比較大的驅動功率。

總的來說，這個電路綜合了比例驅動電路、緩沖網(wǎng)絡二極管和貝克錯位電路的大部分優(yōu)點。它也提供一種合適波形的驅動電流，在高壓，大功率雙極型開關應用中，它能實現(xiàn)低的電壓應力和快速高效的開關動作。

開關電源十萬個為什么

PCB電路板設計基礎知識