双极性结式晶体管 (BJT) 在开关电源设计中的应用

时间:2023-03-11作者:佚名

MOSFET已经是是开关电源领域的绝对主力器件。但在一些实例中,与MOSFET相比,双极性结式晶体管 (BJT) 可能仍然会有一定的优势。特别是在离线电源中,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 13003 NPN 晶体管价格可低至 0.03 美元。该器件不仅可处理 700V VCE,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 之间的效率差异非常细微。下图 1 对比了两个相似 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。这并不是完全公平的对比,因为这两个电源在设计上采用不同的输入电压运行,但它说明了它们的效率有多相似。

双极性结式晶体管 (BJT) 在开关电源设计中的应用

有些新控制器实际是设计用于驱动 BJT 的,目的是提供最低成本的解决方案。在大多数情况下,具有外部 BJT 的控制器比包含集成型 MOSFET 的控制器便宜。在使用 BJT 控制器进行设计时,必须注意确保 BJT 的基极驱动与增益足以在变压器中提供必要的峰值电流。

在稍微偏高的功率级下,FET 与 BJT 的效率差异就会变得较为明显,原因在于 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情况的两个实例,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 就成了最简单、最低成本的解决方案。

我们之前讨论过,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)是级联连接的工作情况。BJT (Q1) 的基极连接至 VCC 电轨,同时发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安排峰值开关电流。由内部 MOSFET 实现快速关断,因为它与外部高电压 BJT 串联。

双极性结式晶体管 (BJT) 在开关电源设计中的应用

总之,BJT 可能会在您的电源中具有重要意义,仍然是有一些原因的。在低于 3W 的应用中,它们可能会在不怎么影响性能的情况下,具有低成本优势。在更高电压下,它们可在 MOSFET 选择可能具有局限性的情况下提供更多选择。

相关阅读

手机该这样充电!好多人都错了!

你能一天不用手机吗?不要说一天,就是几个小时不看手机,很多人都会不习惯,因为手机的功能实在太强大了!看新闻、聊天、网购、付款、拍照、玩游戏、发朋友圈,还能养“蛙儿...
2023-06-11
手机该这样充电!好多人都错了!

电气设备故障的诊断维修实例,非常实用,建议收藏

案例1 故障现象:CQ6230轻型车床,运行中出现电机过热,主轴转动无力,伴随较大的振动和噪声。 故障分析 :初步检查三相电源电压正常,按照先机损后电路原则,拆下主轴电机传动皮...
2023-06-16
电气设备故障的诊断维修实例,非常实用,建议收藏

利用开关电容滤波器实现抗混叠滤波

带外杂散信号所引起的混叠现象是A/D转换器应用中所面临的关键问题,如果没有适当的滤波处理,这些信号会严重影响数据转换系统的性能指标。本文主要讨论抗混叠滤波的原理及其对...
2023-03-31
利用开关电容滤波器实现抗混叠滤波

电力系统中——自动电压控制AVC介绍,看这一篇你就知道了

一、AVC定义 AVC是自动电压控制(Automatic Voltage Control)的简称,它是 利用计算机和通信技术,对电网中的无功资源以及调压设备进行自动控制,以达到保证电网安全、优质和经济运行的...
2023-09-22
电力系统中——自动电压控制AVC介绍,看这一篇你就知道了

变频器驱动电机的常见问题及现场解决对策

变频器凭借调速精准、节能高效的优势,已成为工业生产中电机驱动的核心设备,能有效规避电机缺相、过载等传统故障,但其输出的高频高压PWM调制波,与工频供电环境差异显著,易给电机...
2026-04-13
变频器驱动电机的常见问题及现场解决对策

热销商品

德国进口雅马哈风力灭火机大功率手提森林灭火器落叶工地吹雪机汽

德国进口雅马哈风力灭火机是一款高效、可靠的森林灭火和清理设备。它拥有大功率风机,能够迅速吹散落叶、杂草和积雪,有效清理工地和森林地面。这款灭火机采用先进技...
¥ 692.5

12V星空顶筒灯嵌入式阳台卧室客厅氛围迷你呼吸小射灯满天星天花

12V星空顶筒灯是一款专为营造浪漫氛围而设计的迷你嵌入式射灯,适用于阳台、卧室、客厅等空间。采用低功耗LED光源,安全节能,光线柔和均匀,支持呼吸模式与满天星效果,可...
¥ 7.65

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

O型圈氟橡胶圆条丁腈胶硅胶垫片防水O三元乙丙EPDM密封件骨架油封

O型圈、氟橡胶圆条、丁腈胶、硅胶垫片、三元乙丙(EPDM)密封件及骨架油封是广泛应用于机械、汽车、航空航天及建筑等领域的关键密封元件。氟橡胶耐高温、耐腐蚀,适用...
¥ 1

网站栏目