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双极性结式晶体管(BJT)在开关电源设计中的应用MOSFET已经是是开关电源领域的肯定主力器件。但在一些实例中,与MOSFET相比,双极性结式晶体管(BJT)可能仍旧会有肯定的优势。特殊是在离线电源中,成本和高电压(大于1kV)是使用BJT而非MOSFET的两大理由。
在低功耗(3W及以下)反激式电源中,很难在成本上击败BJT。大批量购买时,一个13003NPN晶体管价格可低至0.03美元。该器件不仅可处理700VVCE,而且无需过大的基流便可驱动几百毫安的电流。使用BJT,增益和功率耗散可能会将实际使用限制在低功耗应用中。在这些低功耗标准下,MOSFET与BJT之间的效率差异特别微小。下图1对比了两个相像5V/1W设计的效率。第一个设计是“230VAC输入、5.5V/250mA非隔离式反激转换器”使用MOSFET,而另一个设计则是“120VAC输入、5V/200mA反激转换器”使用BJT。这并不是完全公正的对比,由于这两个电源在设计上采纳不同的输入电压运行,但它说明白它们的效率有多相像。
有些新掌握器实际是设计用于驱动BJT的,目的是供应最低成本的解决方案。在大多数状况下,具有外部BJT的掌握器比包含集成型MOSFET的掌握器廉价。在使用BJT掌握器进行设计时,必需留意确保BJT的基极驱动与增益足以在变压器中供应必要的峰值电流。
在略微偏高的功率级下,FET与BJT的效率差异就会变得较为明显,缘由在于BJT较差的开关特性与压降。但是,对于输入电压高于100-240VAC典型家用及商用电压范围的应用来说,BJT可能仍有优势。工业应用与功率计就是这种状况的两个实例,它们可能需要更高的输入电压。价格合理的MOSFET只能用于1kV以下。在有些功率计应用中,线路电压可能会超过480VACrms。在整流器后会达到680Vdc以上的电压。对于三相位输入,这一数字可能还会更高。电源开关需要能够承受这种电压以及反射输出电压与漏电峰值。在这些应用中,MOSFET可能根本就无法作为选项,因此BJT就成了最简洁、最低成本的解决方案。
我们之前争论过,当功率级提高到3W以上时,BJT中的开关损失可能就会成为大问题。使用级联连接来驱动BJT可以缓解这一问题。下图2(摘自PMP7040)是级联连接的工作状况。BJT(Q1)的基极连接至VCC电轨,同时放射极被拉低用以打开开关。在UCC28610内部,一个低电压MOSFET将DRV引脚拉低,并由一个内部电流感应来支配峰值开关电流。由内部MOSFET实现快速关断,由于它与外部高电压BJT串联。
总之,BJT可能会在您的电源中具有重要意义,仍旧是有一些缘由的。在低于3W的应用中,它们可能会在
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