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在USB 适配器、手机充电器以及系统偏置电源等大量低功耗应用中,低成本准谐振/非连续模式反激式转换器是常见选择(图1)。这类转换器设计效率高,成本极低。因此为什么不考虑在自己的设计中使用双极性节点晶体管(BJT)呢? 这样做有两个非常有说服力的理由:一个是BJT的成本远远低于 FET;另一个是BJT的电压等级比 FET 高得多。这有助于设计人员降低钳位电路和/或缓冲器电路的电气应力与功耗。使用BJT的唯一问题是许多工程师已经习惯于 FET,或是在他们的电源转换器中从来不将BJT用作主开关(QA)。本文将探讨如何估算/计算在非连续/准谐振模式反激式转换器中使用的NPN BJT的损耗。
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电源技术中的为什么在反激式转换器中使用电源技术中的为什么在反激式转换器中使用BJT??
在USB 适配器、手机充电器以及系统偏置电源等大量低功耗应用中,低成本准谐振/非连续模式反激式转换器是
常见选择(图1)。这类转换器设计效率高,成本极低。因此为什么不考虑在自己的设计中使用双极性节点晶体
管(BJT)呢? 这样做有两个非常有说服力的理由:一个是BJT的成本远远低于 FET;另一个是BJT的电压
等级比 FET 高得多。这有助于设计人员降低钳位电路和/或缓冲器电路的电气应力与功耗。使用BJT的唯一问题
是许多工程师已经习惯于 FET,或是在他们的电源转换器中从来不将BJT用作主开关(QA)。本文将探讨如何
估算/计算在非连续/准谐振模式反激式转换器中使用的NPN BJT的损耗。
在USB 适配器、手机充电器以及系统偏置电源等大量低功耗应用中,低成本准谐振/非连续模式反激式转换器是常见选择
(图1)。这类转换器设计效率高,成本极低。因此为什么不考虑在自己的设计中使用双极性节点晶体管(BJT)呢?
这样做有两个非常有说服力的理由:一个是BJT的成本远远低于 FET;另一个是BJT的电压等级比 FET 高得多。这有助
于设计人员降低钳位电路和/或缓冲器电路的电气应力与功耗。使用BJT的唯一问题是许多工程师已经习惯于 FET,或是在他
们的电源转换器中从来不将BJT用作主开关(QA)。本文将探讨如何估算/计算在非连续/准谐振模式反激式转换器中使用的
NPN BJT的损耗。
图1:离线高电压 BJT 适配器反激电路
在深入探讨计算 BJT 损耗的方法之前,需要对双极性晶体管模型做一个基本了解。一个双极性晶体管的最简单形式是一
个电流控制型电流汲/开关。基极(B)输入可控制从集电极 (C)流向发射极(E)的电流。图2是NPN BJT的概念和原理
图。该器件掺杂有两个被P(正电荷原子)掺质区隔开的N(负电荷原子)半导体区。基极与P材料相连,而发射极和集电极
则分别连接至晶体管的两个N区域。
图 2:BJT 半导体 (a) 和原理图符号 (b)
基极发射极结点的功能与二极管类似。在基极发射极结点施加正电压,会吸引 N 材料(与发射极(E)连接)的自由电
子。这些自由电子迁移到 P 材料中后,会造成 N 材料的自由电子匮乏。N 材料中的自由电子匮乏会从偏置电源(与基极和发
射极相连)的负端吸引电子,形成完整电路允许电流通过。B 节点和 E 结点的负偏置会导致多余电子从 P 材料中吸引出来。
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weixin_38625559
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