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MOS场效应管逆变器制造

2017-11-02 12:48分类:电子元器件 阅读:

 


适宜克己选用通常电源变压器的MOS场效应管逆变器制造
这儿介绍的逆变器(见图1)首要由MOS场效应管,通常电源变压器构成。其输出功率取决于MOS场效应管和电源变压器的功率,革除了烦琐的变压器绕制,适宜电子喜爱者业余制造中选用。下面介绍该变压器的作业原理及制造进程。

图1
作业原理
  
一、方波的发作
  这儿选用CD4069构成方波信号发作器。电路中R1是抵偿电阻,用于改进由于电源电压的改动而致使的哆嗦频率不稳。电路的哆嗦是经过电容C1充放电结束的。其振动频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为:fmax=1/2.2x十3x2.2x十—6=62.6Hz,最小频率为fmin=1/2.2x4.3x十3x2.2x十—6=48.0Hz。由于元件的差错,实习值会略有区别。其它剩下的发相器,输入端接地避免影响其它电路。

       图2
二、 场效应管驱动电路。
  由于方波信号发作器输出的振动信号电压最大振幅为0~5V,为充沛驱动电源开关电路,这儿用TR1、TR2将振动信号电压拓宽至0~12V。如图3所示。

         图3
三、 场效应管电源开关电路。
场效应管是该设备的基地,在介绍该有些作业原理之前,先简略阐明一下MOS场效应管的作业原理。MOS场效应管也被称为MOS FET,即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它通常有耗尽型和增强型两种。这篇文章运用的是增强型MOS场效应管,其内部构造见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型,PNP型通常称P沟道型。由图可看出,关于N沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上,一样关于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。咱们知道通常三极管是由输入的电流操控输出的电流。但关于场效应管,其输出电流是由输入的电压(或称场电压)操控,能够认为输入电流极小或没有输入电流,这使得该器材有很高的输入阻抗,一同这也是咱们称之为场效应管的要素。

图4
为阐明MOS场效应管的作业原理,咱们先了解一下仅含一个P—N结的二极管的作业进程。如图5所示,咱们知道在二极管加上正向电压(P端接正极,N端接负极)时,二极管导通,其PN结有电流转过。这是因在P型半导体端为正电压时,N型半导体内的负电子被招引而涌向加有正电压的P型半导体端,而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动,然后构成导通电流。同理,当二极管加上反向电压(P端接负极,N端接正极时,这时在P型半导体端为负电压,正电子被集结在P型半导体端,负电子则集结在N型半导体端,电子不移动,其PN结没有电流流过,二极管截止。

图5
关于场效应管(图6),在栅极没有电压时,有前面的剖析可知,在源极与漏极之间不会有电流流过,此刻场效应管处于截止状况(图6a)。当有一个正电压加在N沟道的MOS场效应管栅极上时,由于电场的效果,此刻N型半导体的源极和漏极的负电子被招引出来而涌向栅极,但由于氧化膜的阻遏,使得电子集结在两个N沟道之间的P型半导体中(见图6b),然后构成电流,使源极和漏极之间导通。咱们也能够期望为两个N型半导体之间为一条沟,栅极电压的树立恰当于为他们之间搭了一座桥梁,该桥梁的巨细由栅压挑选。图8给出了P沟道场效应管的作业进程,其作业原理相似这儿就不再重复。

图6
下面简述一下用C—MOS场效应管(增强型MOS场效应管)构成的运用电路的作业进程(见图8)。电路将一个增强型P沟道MOS场校官和一个增强型N沟道MOS场效应管组合在一同运用。当输入端为底电往常,P沟道MOS场效应管导通,输出端与电源正极接通。当输入端为高电往常,N沟道MOS场效应管导通,输出端与电源地接通。在该电路中,P沟道MOS场效应管和N沟道场效应管老是在相反的状况下作业,其相位输入端和输出端相反。经过这种作业办法咱们能够取得较大的电流输出。一同由于漏电流的影响,使得栅压在还没有到0V,通常在栅极电压小于1V到2V时,MOS场效应管即被关断。纷歧样场效应管关断电压略有纷歧样。也认为如此,使得该电路不会由于两管一同导通而构成电源短路。

图8

图9
由以上剖析咱们能够画出原理图中MOS场效应管有些的作业进程(见图9)。作业原理同前所述,这种低电压、大电流、频率为50Hz的交变信号经过变压器的低压绕组时,会在变压器的高压侧感应出高压沟通电压,结束直流到沟通的改换。这儿需求留神的是,在某些状况下,如振动有些连续作业时,变压器的低压侧有时会有很大的电流转过,所以该电路的稳妥丝不能省掉或短接。
电路板见图11。所用元件可参看图12。逆变器的变压器选用次级为12V、电流为十A、初级电压为220V的制品电源变压器。P沟道MOS场效应管(2SJ471)最大漏极电流为30A,在场效应管导通时,漏—源极间电阻为25毫欧。此刻假定经过十A电流时会有2.5W的功率耗费。N沟道MOS场效应管(2SK2956)最大漏极电流为50A,场效应管导通时,漏—源极间电阻为7毫欧,此刻假定经过十A电流时耗费的功率为0.7W。由此咱们也可知在一样的作业电流状况下,2SJ471的发热量约为2SK2956的4倍。所以在思考散热器时应留神这点。图13展现这篇文章介绍的逆变器场效应管在散热器(十0mm×十0mm×17mm)上的方位散布和接法。尽管场效应管作业于开关状况时发热量不会很大,出于安全思考这儿选用的散热器稍偏大。

图11

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