曝光:三极管开关电源中如何选取基级电阻?
品慧电子讯开关电源中,三极管开关电源是比较常见的一种。三极管开关电源中所应用到的电子元器件都是经常用到的,比如文中提到的基级电阻。基级电阻分为很多不同的类型,那么在三极管开关电源中,如何选取基级电阻呢?
在开关电源的研发设计中,可以说晶体三极管的开关饱和区,MOS管的饱和区就是晶体管的放大区。晶体三极管的放大是电流关系的放大,即Ic=B*Ib。而MOS管的放大倍数是Ic=B*Ugs,与g、s两端的电压有关系。MOS管的放大倍数比较大,稳定。负载电阻被直接跨接于三极管的集电极与电源之间,而位居三极管主电流的回路上,输入电压Vin则控制三极管开关的开启(open)与闭合(closed)动作,当三极管呈开启状态时,负载电流便被阻断,反之,当三极管呈闭合状态时,电流便可以流通。详细的说,当Vin为低电压时,由于基极没有电流,因此集电极亦无电流,致使连接于集电极端的负载亦没有电流,而相当于开关的开启,此时三极管乃工作于截止(cut off)区。
同理可证,在下面得曲线示意图中我们可以清晰的了解到当Vin为高电压时,由于有基极电流流动,因此使集电极流过更大的放大电流,因此负载回路便被导通,而相当于开关的闭合,此时三极管乃工作于饱和区(saturation)。
曲线示意图
下面我们将对在三极管开关中的基极电阻的选取的方法,首先需要判断三极管的工作状态,是放大区(增大驱动电流)还是饱和区(开关作用)。若工作在放大区,根据集电极负载的参数,计算出集电极的电流,之后根据三级管的放大特性计算出基极电流,再根据电流值计算出电阻。若工作在饱和区,以NPN管为例大致计算一下典型3元件开关电路的选值:设晶体管的直流放大系数为100,Ib=(驱动电压-0.7Vbe结压降)/Rb,Vce=Vcc-100Ib×Rc,令Vce=0,由此可算出临界值(饱和区与放大区的临界),只要Rb小于临界值即可,但其最小值受器件Ib容限限制,切勿超过。