實招分享:改良三極管開關電路你需要知道的
發布時間:2015-10-28 責任編輯:sherry
【導讀】在實際運用中,工程師也需要依據環境要求,對三極管開關電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)改(gai)良(liang),使(shi)其(qi)更(geng)加(jia)適(shi)合(he)設(she)計(ji)條(tiao)件(jian)的(de)需(xu)要(yao)。在(zai)今(jin)天(tian)的(de)文(wen)章(zhang)中(zhong),我(wo)們(men)將(jiang)會(hui)為(wei)大(da)家(jia)分(fen)享(xiang)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)經(jing)常(chang)用(yong)到(dao)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)改(gai)良(liang)措(cuo)施(shi),希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)對(dui)各(ge)位(wei)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)工(gong)作(zuo)有(you)所(suo)幫(bang)助(zhu)。
三極管開關電路作為一種被廣泛應用在開關電路模式,其本身具有設計簡單、工作穩定等特性。然而,在(zai)實(shi)際(ji)運(yun)用(yong)中(zhong),工(gong)程(cheng)師(shi)也(ye)需(xu)要(yao)依(yi)據(ju)環(huan)境(jing)要(yao)求(qiu),對(dui)三(san)極(ji)管(guan)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)相(xiang)應(ying)的(de)改(gai)良(liang),使(shi)其(qi)更(geng)加(jia)適(shi)合(he)設(she)計(ji)條(tiao)件(jian)的(de)需(xu)要(yao)。在(zai)今(jin)天(tian)的(de)文(wen)章(zhang)中(zhong),我(wo)們(men)將(jiang)會(hui)為(wei)大(da)家(jia)分(fen)享(xiang)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)經(jing)常(chang)用(yong)到(dao)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)路(lu)改(gai)良(liang)措(cuo)施(shi),希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)對(dui)各(ge)位(wei)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)工(gong)作(zuo)有(you)所(suo)幫(bang)助(zhu)。
在zai一yi些xie對dui三san極ji管guan開kai關guan電dian路lu動dong作zuo速su度du要yao求qiu較jiao高gao的de環huan境jing,例li如ru通tong訊xun領ling域yu,要yao求qiu開kai關guan電dian路lu需xu要yao具ju備bei快kuai速su切qie換huan動dong作zuo的de特te性xing,因yin此ci我wo們men也ye就jiu必bi須xu采cai取qu相xiang應ying的de改gai良liang措cuo施shi,以yi加jia快kuai三san極ji管guan開kai關guan的de切qie換huan速su度du。下xia圖tu中zhong,圖tu1為一種常見的切換速度改良方式,此方法隻須在RB電阻上並聯一隻加速電容器。因此,當Vinyoulingdianyawangshangshengbingkaishisongdianliuzhijijishi,dianrongqiyouyuwufashunjianchongdian,guxingtongduanlu,ranercishiqueyoushunjiandedadianliuyoudianrongqiliuxiangjiji,yinciyejiujiakuailekaiguandaotongdesudu。shaohoudaichongdianwanbihou,dianrongjiuxingtongkailu,tongshi,zheyangzuohaibuhuiyingxiangsanjiguandezhengchanggongzuo。

圖1 加了加速電容器的三極管開關電路
當dang開kai關guan電dian路lu采cai用yong了le這zhe種zhong加jia入ru加jia速su電dian容rong器qi的de輔fu助zhu電dian路lu後hou,一yi旦dan輸shu入ru電dian壓ya由you高gao準zhun位wei降jiang回hui零ling電dian壓ya準zhun位wei時shi,電dian容rong器qi會hui在zai極ji短duan的de時shi間jian內nei即ji令ling基ji射she極ji接jie麵mian變bian成cheng反fan向xiang偏pian壓ya,而er使shi三san極ji管guan開kai關guan迅xun速su切qie斷duan。在zai這zhe一yi工gong作zuo運yun行xing過guo程cheng中zhong,三san極ji管guan開kai關guan之zhi所suo以yi能neng夠gou快kuai速su被bei切qie斷duan,是shi由you於yu電dian容rong器qi的de左zuo端duan原yuan已yi充chong電dian為wei正zheng電dian壓ya,因yin此ci在zai輸shu入ru電dian壓ya下xia降jiang的de瞬shun間jian,電dian容rong器qi兩liang端duan的de電dian壓ya無wu法fa瞬shun間jian改gai變bian仍reng將jiang維wei持chi於yu定ding值zhi,因yin此ci輸shu入ru電dian壓ya的de下xia降jiang立li即ji使shi基ji極ji電dian壓ya隨sui之zhi而er下xia降jiang,因yin此ci令ling基ji射she極ji接jie麵mian成cheng為wei反fan向xiang偏pian壓ya,而er迅xun速su令ling三san極ji管guan截jie止zhi。適shi當dang的de選xuan取qu加jia速su電dian容rong值zhi可ke使shi三san極ji管guan開kai關guan的de切qie換huan時shi間jian減jian低di至zhi幾ji十shi分fen之zhi微wei秒miao以yi下xia,大da多duo數shu的de加jia速su電dian容rong值zhi約yue為wei數shu百bai個ge微wei微wei法fa拉la(pF)。
在zai使shi用yong這zhe種zhong加jia入ru加jia速su電dian容rong器qi的de輔fu助zhu電dian路lu,為wei三san極ji管guan開kai關guan電dian路lu加jia快kuai切qie斷duan速su度du時shi,有you一yi個ge需xu要yao注zhu意yi的de問wen題ti是shi,有you的de時shi候hou三san極ji管guan開kai關guan的de負fu載zai並bing非fei直zhi接jie加jia在zai集ji電dian極ji與yu電dian源yuan之zhi間jian,而er是shi會hui接jie成cheng圖tu2的方式。從圖2zhongwomenkeyikandao,zhezhongjiefahexiaoxinhaojiaoliufangdaqidedianlufeichangjiejin,zhishishaoleyizhishuchuouhedianrongqieryi。zhezhongjiefahezhengchangjiefadedongzuoqiahaoxiangfan,dangsanjiguanjiezhishi,fuzaihuoneng,erdangsanjiguandaotongshi,fuzaifanbeiqieduan,zheliangzhongdianludexingshidoushichangjiande,yincigongchengshixuyaozonghepanduanzijisuocaiqudejiasushezhishifoufuhedangqiandianlushejidexuyao。

圖2 將負載接於三極管開關電路的改進接法
還有一種情況是三極管開關電路在應用過程中比較經常遇到的。我們假設在圖2中的三極管開關加上了電容性負載(假定其與RLD並聯),那麼在三極管截止後,由於負載電壓必須經由RC電(dian)阻(zu)對(dui)電(dian)容(rong)慢(man)慢(man)充(chong)電(dian)而(er)建(jian)立(li),因(yin)此(ci)電(dian)容(rong)量(liang)或(huo)電(dian)阻(zu)值(zhi)愈(yu)大(da),時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)便(bian)愈(yu)大(da),而(er)使(shi)得(de)負(fu)載(zai)電(dian)壓(ya)之(zhi)上(shang)升(sheng)速(su)率(lv)愈(yu)慢(man)。然(ran)而(er),在(zai)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)中(zhong),這(zhe)種(zhong)現(xian)象(xiang)是(shi)不(bu)允(yun)許(xu)存(cun)在(zai)的(de),因(yin)此(ci)在(zai)麵(mian)對(dui)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)時(shi)我(wo)們(men)就(jiu)必(bi)須(xu)采(cai)用(yong)圖(tu)3所提供的圖騰式改良電路進行改良設計了。

圖3 圖騰式三極管開關電路
首shou先xian來lai解jie釋shi一yi下xia圖tu騰teng式shi電dian路lu的de含han義yi。所suo謂wei的de圖tu騰teng式shi電dian路lu,指zhi的de是shi將jiang一yi隻zhi三san極ji管guan直zhi接jie迭die接jie於yu另ling一yi個ge三san極ji管guan之zhi上shang所suo構gou成cheng的de電dian路lu模mo式shi,這zhe一yi電dian路lu也ye因yin該gai種zhong結jie構gou而er得de名ming。在zai圖tu騰teng式shi電dian路lu中zhong,如ru果guo想xiang要yao讓rang負fu載zai獲huo能neng,那na就jiu必bi須xu使shiQ1三極管導通,同時使Q2三極管截斷,這樣一來負載便可經由Q1而連接至VCC上。如果想要使負載去能,必須使Q1三極管截斷,同時使Q2三極管導通,如此負載將經由Q2接地。由於Q1的集電極除了極小的接點電阻外,幾乎沒有任何電阻存在,如上圖圖3所示,因此負載幾乎是直接連接到正電源上的,也因此當Q1導通時,就再也沒有電容的慢速充電現象存在了。所以可說Q1將負載拉起,而稱之為“挽起三極管”,Q2則稱為拉下三極管。
在上圖圖3所提供的圖騰式三極管開關電路中,我們可以看到,該電路係統左半部的輸入控製電路,負責Q1和Q2三極管的導通與截斷控製,但是必須確保Q1和Q2使不致同時導通,否則將使VCC和地之間經由Q1和Q2而(er)形(xing)同(tong)短(duan)路(lu),果(guo)真(zhen)如(ru)此(ci),則(ze)短(duan)路(lu)的(de)大(da)電(dian)流(liu)至(zhi)少(shao)將(jiang)使(shi)一(yi)隻(zhi)三(san)極(ji)管(guan)燒(shao)毀(hui)。因(yin)此(ci)圖(tu)騰(teng)式(shi)三(san)極(ji)管(guan)開(kai)關(guan)絕(jue)對(dui)不(bu)能(neng)采(cai)用(yong)並(bing)聯(lian)方(fang)式(shi)來(lai)使(shi)用(yong),否(fou)則(ze)隻(zhi)要(yao)圖(tu)騰(teng)上(shang)方(fang)的(de)三(san)極(ji)管(guan)Q1群中有任一隻導通,而下方的Q2群中又恰好有一隻導通,電源便經由導通之Q1和Q2短路,而造成嚴重的後果。
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