开关电源的特性详解
在开关电源中，是通过三极管开与关的时刻比（即占空比）安稳输出电压的。在这儿，三极管被当作开关运用，运用三极管的放高文用，通过极小的基极电流操控集电极电流。当集电极电流丰满时，以为开关已接通，而集电极电流截止时，则以为开关已断开。

可是，三极管的开/关并非处于志向状况，导通时髦有其丰满压降VCES，断开时其IC≠0，而具有推重的ICEO。与志向开关比照，晶体管作为开关并非彻底随基极操控电流一同进行开/关，其间存在推重的进程。

为了研讨三极管开/关此霎时刻进程，首要对开/关的相对值作一规矩，即当集电极电流抵达其最大丰满电流90%时，判定它已接通，而集电极电流降低为I。的10％时，以为它现已断开。按此规范计量，三极管开/关进程所需时刻作为衡量三极管的开关特性的比照规范。

晶体管作业在开关状况和作业在线性拓宽状况有彻底禁绝则的央求。拓宽状况央求三极管的Ic应当彻底受控于IB，且两者有安稳的线性联络，包含拓宽后的仿照波形和输入波形有彻底准则的包络线。开关状况则央求三极管的基极电流抵达Icm/hfe，其集电极电流当即上升到Icm，不该有过渡进程。但实习上这是不或许的，由于三极管是运用其拓宽特性作业于开关状况的。

任何三极管其IC-IB特性均为与x轴有一夹角的斜线，该斜线的斜率（即夹角）耐久不会笔直于X轴（即hfe不会无量大），那么，Ir操控Ic由零添加到Icm也推首要大伯斜线的规矩才调抵达，因而通/断都需推重的时刻。

除此而外，双极性晶体管根柢拓宽原理也使开关动作需推重的时刻。晶体管处于拓宽状况，常用最高截止频率(fT)和共基极拓宽状况最高频率(fa)标明晶体管可作业的频率计划。可是，fT、fa并不能切当的标明晶体管的开关特性，尽管fT、fa越高，三极管的开关特性也越好，但有的晶体管fr、fa准则，其开关特性却不尽准则。因而，三极管的开关特性常用开关的导通时刻ton和关断时刻toff来标明。

导通时刻是指，当基极驱动脉冲参与后，集电极电流由零抵达丰满值90%所占用的时刻。为了清扫驱动电流的影响，假定加到基极一发射极之间的操控电流为志向的矩形波，见下图所示。在基极电流以笔直于X轴的特性上升时，集电极电流Ic并不随之添加，而是有一推延时刻t。，在此刻刻内lc呈缓慢曲线上升到Icm的10%。发作推延时刻的要素是：三极管在截止状况时，基区根柢无安闲电子，当操控电压俄然添加时，欲使发射结抵达VB≥+0.6V，输入电流有必要不断地给发射结电容充电，以降低PN结的内部电场，然后再向基区发射电子，因而需通过一段时刻(ta)。ta正比于发射结电容，反比于发射结的面积。开关管功率越大，推重发射结面积相应增大，欲要减小t。就越加艰难。

发射结的充电速度，不只与输入驱动脉冲的内阻有关，并且与三极管的截止有关。假定三极管处于深度截止（即反向偏置过大），ta也越慢。当Ic抵达10%的Icm时，在驱动脉冲的效果下，Ic随IB呈线性添加。

其添加速度即从Ic由10%到90%曲线的斜率等于该管的hfe。

前面已说到，此段曲线不或许是笔直线，因而构成上升时刻tr。很显着，三极管的hfe越大，Tr越短。通过推延时刻与上升时刻往后，三极管Ic=90%的Icm才以为其现已导通，开关闭合，因而导通时刻为ta+tr。当驱动脉冲回落至零时，开关的关断准则需求推重的时刻。

当开关管丰满时，基区推重堆集较多的电荷，集电构构成空穴堆集，丰满进程中推重呈现IB>IC/hFE,这是使三极管进入丰满区的牢靠保证。但假定IB远大于IC/hFE，即处于过丰满状况（或称深度丰满状况），基区存储电荷越多，集电结空穴堆集越严峻，当驱动脉冲截止时，存储电荷的散失时刻也越长，因而在驱动脉冲截止后，将Ic由90%降低为10%的时刻称为存储时刻ts。从三极管构造来说，基区和集电区越薄，存储电荷量就越小，tr也就越小。通过ts往后，三极管随存储时刻基区正偏逐步不见，Ic随之降低，构成降低时刻tf。

存储时刻ta+tf，即构成开关管关断时刻。导通时刻与关断时刻首要取决于三极管的构造和技能，其次才是计划合理的开关驱动电路。

导通时刻和截止时刻构成开关管的导通损耗和截止损耗。由于在此刻刻内，三极管处于拓宽区，其管压降推重增大，功耗随之添加。与此准则的原理，二极管也有导通／截止时刻，不过，在开关电源中，影响最大的是二极管的反向康复时刻。当二极管导通后，外加脉冲降为零，二极管并不会当即截止，康复到截止需必守时刻（与上述准则的要素）。当作业频率添加时，正向脉冲往后二极管不能及时康复，其单导游电性则使电路处于短路状况。二极管的康复时刻除取决于PN结、N电容以外，还与技能构造有关，因而有通常工频整流二极管、快康复二极管、肖特基二极管之分。

通常工频整流二极管正向压降计划为1～2V，随耐压添加有禁绝则程度的增大。如今其最高反压可作到5kV以上，最大整流电流抵达kA以上。所谓工频，不单指频率，还指其波形是正弦波，其反向康复时刻比照慢，因而，此类二极管不适直用在方波逆变器中作整流和阻尼。在开关电源中，也只能用于沟通电源整流。

快康复二极管，指反向康复时刻在50～200ns计划内，可用于100kHz。以下的开关脉冲的整流、箝位及开关管的阻尼电路等。快康复二极管的参数与出产技能有关，反向康复时刻最快的属外延法出产的二极管．通常手册中所列最高反压为其击穿电压的80%，选用时需留神留有恰当的余量。

肖特基二极管SBD为大都载流子单导游电器材，其开关时刻极短，通常为50～100ns。其最大特征是：

正向压降理论上为0.3～0.5V，额外电流不超出0.6～0.8V，比PN结二极管的最大正向压降1～1.2V低近一倍，因而作低压大电流脉冲整流十分有利。但肖特基二极管反向电压较低，大多为40V以下，只需很少数商品能抵达100V。一股用于低压输出开关电源中和大电流低电压的脉冲整流电路中

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