新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 一种三极管开关电路设计

一种三极管开关电路设计

作者:时间:2011-08-29来源:网络收藏

欲利用来控制大到1.5A的负载电流之启闭动作,只须要利用甚小的控制电压和电流即可。此外,虽然流过大电流,却不须要装上散热片,因为当负载电流流过时,呈饱和状态,其VCE趋近于零,所以其电流和电压相乘的功率之非常小,根本不须要散热片。

  2 三极管与机械式的比较

  截至目前为止,我们都假设当三极管开关导通时,其基极与射极之间是完全短路的。事实并非如此,没有任何三极管可以完全短路而使VCE=0,大多数的小信号硅质三极管在饱和时,VCE(饱和) 值约为0.2伏特,纵使是专为开关应用而设计的交换三极管,其VCE(饱和) 值顶多也只能低到0.1伏特左右,而且负载电流一高,VCE(饱和) 值还会有些许的上升现象,虽然对大多数的分析计算而言,VCE(饱和) 值可以不予考虑,但是在测试交换电路时,必须明白VCE(饱和) 值并非真的是0。

  虽然VCE(饱和)的电压很小,本身微不足道,但是若将几个三极管开关串接起来,其总和的压降效应就很可观了,不幸的是机械式的开关经常是采用串接的方式来工作的,如图3(a)所示,三极管开关无法模拟机械式开关的等效电路(如图3(b)所示)来工作,这是三极管开关的一大缺点。

三极管开关与机械式开关电路

图3 三极管开关与机械式开关电路

  幸好三极管开关虽然不适用于串接方式,却可以完美的适用于并接的工作方式,如图4所示者即为一例。三极管开关和传统的机械式开关相较,具有下列四大优点s

  (1)三极管开关不具有活动接点部份,因此不致有磨损之虑,可以使用无限多次,一般的机械式开关,由于接点磨损,顶多只能使用数百万 次左右,而且其接点易受污损而影响工作,因此无法在脏乱的环境下运作,三极管开关既无接点又是密封的,因此无此顾虑。

  (2)三极管开关的动作速度较一般的开关为快,一般开关的启闭时间是以毫秒 (ms)来计算的,三极管开关则以微秒(μs)计。

  (3)三极管开关没有跃动(bounce) 现象。一般的机械式开关在导通的瞬间会有快速的连续启闭动作,然后才能逐渐达到稳定状态。

  (4)利用三极管开关来驱动电感性负载时,在开关开启的瞬间,不致有火花产生。反之,当机械式开关开启时,由于瞬间切断了电感性负载样 上的电流,因此电感之瞬间感应电压,将在接点上引起弧光,这种电弧非但会侵蚀接点的表面,亦可能造成干扰或危害。

三极管开关之并联联接

图4 三极管开关之并联联接

  3 三极管开关的测试

  三极管开关不像机械式开关可以光凭肉眼就判断出它目前的启闭状态,因此必须利用电表来加以测试。在图5所示的标准三极管开关电路中,当开关导通时,VEC的读值应该为0,反之当开关切断时,VCE应对于VCC。

  三极管开关在切断的状况下,由于负载上没有电流流过,因此也没有压降,所以全部的供应电压均跨降在开关的两端,因此其VCE值应等于VCC,这和机械式开关是完全相同的。如果开关本身应导通而未导通,那就得测试Vin的大小了。欲保证三极管导通,其基极的Vin电压值就必须够高,如果Vin值过低,则问题就出自信号源而非三极管本身了。假使在Vin的准位够高,驱动三极管导通绝无问题时,而负载却仍未导通,那就要测试电源电压是否正常了。

  在导通的状态下,硅三极管的VBE值约为0.6伏特,假使Vin值够高,而VBE值却高于和低于0.6伏特,例如VBE为1.5伏特或0.2伏特,这表示基射极接面可能已经损坏,必须将三极管换掉。当然这一准则也未必百分之百正确,许多大电流额定的功率三极管,其VBE值经常是超过1伏特的,因此即使 VBE的读值达到1.5伏特,也未必就能肯定三极管的接面损坏,这时候最好先查阅三极管规格表后再下断言。



评论


相关推荐

技术专区

关闭