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试验变压器技术的发展

试验变压器技术的发展
使结温可以在过温事件之间的这段时间中进行冷却。这种情况下,更切合实际的考虑是当应用电路在故障情况下将门极输入循环地打开并关闭试验变压器。器件进入内部热循环,器件承受的热循环数量有一定的限制。循环的次数与许多因素有关试验变压器功率处理能力,包括结温幅度差、温度侦测布局和电路设计、硅结构、封装技术等。设计人员必须清楚应用电路是否可以在短路或其他激发过温保护故障情况下对受保护的MOSFET进行循环,然后评估器件在这些情况下的可靠性。这种故障模式分析可省去昂贵的场回路。
用RL表示器件的内部漏极负载,使用器件��IV曲线或者通过输出功率、工作电压等参数可以确定负载RL。为使输出功率*大。以此作为输出匹配电路的目标。如果一个网络对一个复阻抗有*佳匹配试验变压器,则网络的输出阻抗等于负载阻抗的复数共轭值。现在负载阻抗是纯实数RL,所以*佳输出匹配电路反映到器件漏极负载的阻抗是RL的复数共轭值,即:
所以在此类电路中通常避免使用电感,本文中的放大电路采用分离元件和分布参数元件混合使用的方法。由于电感比电容有更高的热损耗。而使用高阻抗的传输线代替。混合类型的匹配网络通常包括几段串连的传输线以及间隔配置的并联电容。该放大器的输入匹配部分采用了四节连阻抗变换,输出匹配采用五节连阻抗变换的混合电路形式。输入、输出匹配网络拓扑图如图2、图3所示。
也就是二极管桥式整流接大电容平波的方法。这种整流电路是一种非线性器件和储能元件的组合,大量接入电网的用电设备都是通过把市电整流成直流后供给负载的而传统常用的电压型不控整流。虽然输入交流电压是正弦的但是二极管导通角非常小,输入电流畸变严重,呈脉冲状,如图1所示。
应用电流反馈技术,PFC技术就是通过在不控整流电路中加入DC/DC开关变换器。使输入端电流波形能跟踪交流输入电压波形,从而使输入端电流接近正弦。本文讨论典型的Boost型PFC电路设计中的电磁兼容问题。
本文将以Unitrod公司的功率因数校正专用集成电路UC3854主要参数进行宏模型构建并对利用所建模型构成的功率因数校正电路进行仿真。
主要包括以下几个功能模块:电压误差放大器模块,UC3854总体结构如图1所示。电流误差放大器模块,乘除法器模块试验变压器,锯齿波发生器模块,输出驱动模块,以及峰值限制比较器模块,欠电压过电压保护模块试验变压器机能耗的要求,软起动模块和一些数字逻辑。为了简化模型,建模中省去欠电压、过电压锁存比较器,软起动等辅助环节。
锯齿波发生器的锯齿波,仿真的结果可总结为图8图9图10及表3其中图9所示为稳态情况下电流误差放大器。功率开关管的栅级驱动脉冲。由于开关工作频率为100kHz所以该图中只能看到部分波形,如果降低频率为5kHz则可非常明显地看出为SPWM波,如图8所示。
整流后的输入电流波形,图10所示为整流后的输入电压波形。功率级输出电压波形。从该图中可以看到输出电压还是比较理想的保留二倍频谐波的情况下,基本不含高次谐波。输入电流的波形在相位上与输入电压基本保持同相试验变压器,波形的畸变也不大。表3对不同工频电压情况下的功率因数作了一个总结,可以看出其功率因数有了较大的改善。
设计人员在功率器件中加入故障保护电路,为了提高系统可靠性并降低保修成本。以免器件发生故障,避免对电子系统造成高代价的损害。这通常利用外部传感器、分立电路和软件来实现,但是更多情况下,设计人员使用完全自保护的MOSFET功率器件来完成。随着技术的发展,MOSFET功率器件能够以更低的系统成本提供优异的故障保护。
即电流限制、温度限制和漏-源过压箝制,图1显示了完全自保护MOSFET一般拓扑结构。这些器件常见的其他特性包括状态指示、数字输入、差分输入和过压及欠压切断。**配置包括片上电荷泵功能。但是大多数器件都具备三个电路模块。为器件提供大部分的保护。
必须考虑两个主要问题。首先,过温故障情况下。温度限制关断电路通常与电流限制电路协同工作,即电流限制电路将门极节点驱动至接近阈值电压来使器件进入饱和工作模式试验变压器,以便保持电流限制设定点。对于采用热滞后电路让零件在过温故障情况下循环导通和关闭的器件,结温将稳定在滞后电路高低设定点之间的温度。一般来说,当器件的可靠性下降变成一个受重视的问题时试验变压器的工作状态,别指望在故障情况下该器件工作几千小时或更长时间。
图2NIF5022N器件短路电流和时间响应之间的关系。