簡化電源測試的SPST雙極性功率開關(guān)
室溫下切換一個未經(jīng)箝位的電感時,電路能夠吸收的能量是280mJ (單個脈沖,不重復(fù)出現(xiàn))或200mJ (最大占空比為1%的脈沖)。
耦合變壓器設(shè)計要求小尺寸、低繞線電容:原邊一匝、副邊兩匝,繞制在Fair-Rite 7.5 x 7.5m的鐵氧體磁珠。變壓器結(jié)構(gòu)決定了開關(guān)負(fù)載和開關(guān)控制電路兩側(cè)的最大壓差。使用普通的漆包線絕緣架構(gòu)時,可以提供1kV隔離,如果使用聚四氟乙烯或質(zhì)量更好的絕緣材料,則可提供1kV以上的隔離。對于要求更高隔離電壓的設(shè)計,還需考慮封裝。
T1的鐵氧體磁芯為導(dǎo)體,不能在同一時刻連接到開關(guān)兩側(cè),開關(guān)內(nèi)部沒有閉鎖保護(hù),操作之前必須檢驗鋰電池的狀態(tài)。上電后沒有電路能夠保證開關(guān)處于確定的狀態(tài)(通或斷)。因此,在接通其它電源之前必須先打開開關(guān)電源。開關(guān)狀態(tài)由最先作用到輸入端的瞬態(tài)決定,在給其它部分供電時至少使開關(guān)通、斷一次。
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測試電路
圖3–圖5中頂部波形為數(shù)字輸入,底部波形是通過一個0.25Ω電阻負(fù)載觀察到的5µs脈沖波形,負(fù)載通過開關(guān)接50V電源。因為電壓波形作用在一個低電感薄膜電阻,可近似表示開關(guān)的電流波形。圖3所示近似200A的脈沖波形給出了過沖和上升時間(60ns至80ns),上升時間受高邊電流通道寄生電感、電容的影響。圖4給出了該脈沖的上升時間和導(dǎo)通延時;圖5給出了下降時間和斷開時的傳輸延時。圖6–圖8給出了同樣的波形,負(fù)載為5Ω,10A脈沖,電源電壓為50V。上升時延接近于MOSFET固有的30ns至40ns的上升時延,受封裝和源阻抗的限制。
圖3. 圖1測試結(jié)果,(1) 控制信號,(2) 在0.25Ω電阻兩端測試的5µs脈沖,電源電壓為50V。
圖4. 基于圖2的上升時間和導(dǎo)通傳輸延時,掃描速率為40ns/cm。
圖5. 基于圖2的下降時間和關(guān)斷傳輸延時,掃描速率為40ns/cm。
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