整流与变换设备.ppt

功率MOSFET的特性功率MOSFET管的主要性能指标用电压、电流和工作频率来衡量。电流与电压功率MOSFET电流以最大漏电流为指标（IDMAX）。它表示功率MOSFET工作在饱和状态下的漏极电流量，或某VGS输出特性曲线平坦区域的电流值，决定IDMAX的主要因素为单位管芯面积的沟道宽度，沟道宽度达则IDMAX值大。工作频率工作频率通常为30kHz～100kHz。功率MOSFET的特点驱动功率小，驱动电路简单，功率增益高，是一种电压控制器件。开关速度快，不需要加反向偏置。多个管子可并联工作，导通电阻具正温度系数，具有自动均流能力开关速度受温度影响非常小，在高温运行时，不存在温度失控现象功率MOSFET无二次击穿问题。功率MOSFET使用注意事项栅极电路的阻抗非常高，易受静电损坏。不能用常规电流电压表测试（包括万用表）。在进行引线焊接时，操作者应用佩带接地的专用腕带，且工作台与焊接工具均应接地，地面也应接地。导通时电流冲击大，易产生过电流。并联工作时，易产生高频震荡绝缘门极晶体管（IGBT）绝缘门极晶体管又称门极绝缘双极晶体管，简称IGBT，人们往往习惯性地称其为绝缘栅双极晶体管，或绝缘栅晶体管，它是一种VMOSFET和双极型晶体管的复合器件。增强型Ｎ沟道IGBT的简化等效电路如图3-8（a）所示。该结构相当于一个增强型Ｎ沟道VMOSFET驱动PNP晶体管，其图形符号及工作电压极性和电流方向，如图3-5所示，图（b）为国家标准图形符号。Ｇ为门极，习惯上常称栅极，Ｃ为集电极，Ｅ为发射极。IGBT具有以下特点：IGBT从输入端看，类似于VMOSFET，IGBT的导通和关断由栅极电压来控制，当栅－射电压UGE大于开启电压VGE时，IGBT导通，当栅－射电压小于开启电压时，IGBT截止。IGBT从输出端看，类似于双极型晶体管，导通压降小，饱和压降一般在2~4V之间，故导通损耗小。此外，IGBT能够做得比VMOSFET耐压更高，电流容量更大。IGBT的开关速度在VMOSFET与双极型晶体管之间。IGBT存在擎住效应。光耦驱动电路常用的光耦合器发光二极管－晶体管发光二极管－晶体管型光耦合器是由砷化镓发光二极管和硅光敏晶体管组成。二极管－二极管和晶体管放大型它用光敏二极管作受光器件，再用晶体管把光电流放大输出常用的光耦合器电路举例（TLP250驱动电路）包括光耦合器、前级放大及比较器、触发器、功率放大器等部分功率开关二极管由于工作频率高，它们不能采用普通硅整流二极管，而必须采用快恢复二极管、超快恢复二极管或肖特基二极管等开关速度快的功率开关二极管。二极管的开关特性二极管反向恢复时间二极管正向恢复时间几种快速功率二极管快恢复二极管超快恢复二极管肖特基二极管具有共模电感的抗干扰滤波器具有共模电感的抗干扰滤波器抗干扰（EMI）滤波器由电感、电容组成，用于滤除噪声电压。噪声电压即干扰电压，包括尖峰电压、谐波电压和杂波电压，其频率较高。抗干扰滤波器在起抗干扰滤波作用的时，必须能够顺利流过主电路的工作电流，工作电流在抗干扰滤波器上应不产生压降。概念线路上两线之间的噪声电压称为差模噪声电压，两线共有的对地噪声电压称为共模噪声电压。电路中实际的噪声电压常是两者的合成通信用高频开关整流器中，常用具有共模电感的抗干扰滤波器来作输入滤波器以及接在直流变换器后面的输出滤波器。工作原理输入侧向输出侧传递的共模噪声抑制输出侧向输入侧传递的反灌共模噪声抑制L1与C1能抑制接机壳电容的电容量限制对差模噪声的抑制共模电感为对称的两线圈电感，两线圈的绕法及对应端如图3-13所示工作回路的电流iw通过两线圈产生的两个磁动势iwN大小相等、方向相反，合成磁势为零，因此不产生沿着磁芯闭合的工作磁通，仅通过周围空间有少量漏磁通，磁路中可不设气隙。可见对工作电流而言，每个线圈的电感都为零。通常磁芯采用有较高导磁率的环形铁氧体，线圈匝数少，两线圈之间有足够的绝缘电压。图3-13共模电感共模噪声电流iｃｏｍ分别通过两线圈（例如都从同名端流入）所产生的磁动势相加，总磁势为2Niｃｏｍ，共同产生沿磁芯闭合的磁通，在忽略漏感时能产生２倍磁通。因此对共模噪声而言，两线圈的互感与自感使等效电感L1和L2都增大为自感的２倍。1234共模电感功率因数校正电路功率因数的定义功率因数（PowerFactor，PF）的定义为有功功率与视在功率之比。整流器的功率因数为：P为输入有功功率；S为输入视在功率；UL为电网