Strømtab i afbrydere

en ideel kontakt er vist i Figur 1. Strømtabet, der genereres i kontakten, er produktet af strømmen gennem kontakten og spændingen over kontakten. Når kontakten er slukket, er der ingen strøm gennem den (selvom der er en spænding VS over den). Og derfor er der ingen strømafledning. Når kontakten er tændt, har den en Strøm (VS / RL) gennem den, men der er ingen spændingsfald over den, så igen er der ikke noget strømtab. Vi antager også, at for en ideel omskifter er stigningen og faldet af strømmen nul. Det vil sige, at den ideelle kontakt skifter fra slukket tilstand til tændt tilstand (og omvendt) øjeblikkeligt. Strømtabet under omskiftning er derfor nul.

i modsætning til en ideel kontakt har en faktisk kontakt, såsom en bipolær forbindelsestransistor, to store kilder til strømtab: ledningstab og skiftetab.

Ledningstab

når transistoren i figur 2(a) er slukket, bærer den en lækstrøm (lLEAK). Strømtabet forbundet med lækstrøm er POFF = VS ILEAK . Da lækstrømmen imidlertid er ret lille og ikke varierer markant med spænding, forsømmes den normalt, og transistoreffekttabet er således i det væsentlige nul. Når transistoren er tændt, som i figur 2(b), har den et lille spændingsfald over det. Denne spænding kaldes mætningsspændingen (VCE (SAT)). Transistorens strømafledning eller ledningstab på grund af mætningsspændingen er:

Pon = VCE(SAT) IC

hvor

IC = (VS – VCE(SAT)) / RL ren VS / RL

ligning 1 giver strømtabet på grund af ledning, hvis kontakten forbliver tændt på ubestemt tid. For at styre strømmen til en given applikation tændes og slukkes kontakten på en periodisk måde. Derfor skal vi overveje driftscyklussen for at finde spændingstabet:

PON(avg) = VCE(SAT) IC (ION / T) = VCE(SAT) IC d

tilsvarende

POFF(avg) = VS ILEAK toff / T

her defineres arbejdscyklussen d som procentdelen af den cyklus, hvor kontakten er tændt:

d = ton / (ton toff ) = ton / t

Skiftetab

ud over ledningstabet har en reel kontakt skiftetab, fordi den ikke øjeblikkeligt kan skifte fra on-tilstand til off-tilstand (eller omvendt). En rigtig Kontakt tager en endelig tid for at tænde og en endelig tid for at slukke. Disse tider introducerer ikke kun strømafledning, men begrænser også den højest mulige Skiftefrekvens. Overgangstiderne for rigtige afbrydere er normalt ikke ens, idet TSV(til) generelt er større. I denne diskussion vil vi dog antage, at TSV(On) er lig med TSV(OFF). Figur 3. Viser koblingsbølgeformer for (a) spændingen over kontakten og (b) strømmen gennem den. Når kontakten er slukket, er spændingen over den lig med kildespændingen. Under tændingen, som tager en endelig tid, falder spændingen over kontakten til nul. I løbet af samme tid øges strømmen gennem kontakten fra nul til IC. Transistoren har en strøm gennem den og en spænding over den under skiftetiden; derfor har den et strømtab.

for at finde den strøm, der spredes i en transistor under skifteintervallet, multiplicerer vi den øjeblikkelige værdi af IC og den tilsvarende værdi af VCE. den øjeblikkelige effektkurve er vist i figur 3(c). den energi, der spredes i kontakten, er lig med området under strømbølgeformen. Bemærk, at den maksimale effekt spredes, når både strømmen og spændingen passerer gennem deres midtpunktsværdier. Derfor er det maksimale effekttab, når der skiftes fra slukket tilstand til tændt tilstand:

PSV på(maks) = 0,5 VCE(maks) 0.5 IC (maks)

det er interessant at bemærke, at effektkurven i det væsentlige ligner en rettet sinusbølge. Den gennemsnitlige værdi af denne bølgeform er

PSV på (avg) = 0,637 PSV på(maks)

= 0,637 0,5 VCE (maks) 0,5 IC(maks)

= 0.167 VCE(maks) IC(maks)

eller

PSV ON(avg) = 1/6 VCE(maks) IC(maks)

energitabet (strøm tid) under tænding vil være PSV ON(avg) TSV(til)

VSV ON = 1/6 VCE(maks) (joules)

en lignende analyse giver energitabet under afbrydelse som

VSV off = 1/6 VCE(maks) VSV (maks) VSV(til) (joules)

det samlede energitab i en cyklus på grund af omskiftning er givet af

VSV = VSV on + VSV off + 1/6 VCE(maks) IC (maks)

den gennemsnitlige strømafledning i kontakten vil være

PSV = vægt/t = F

PSV = 1/6 VCE(maks) IC(maks) f

hvor T er skifteperioden og f er pulsrepetitionshastigheden (Skiftefrekvens). Bemærk, at

T = tON + TSV(ON) + tOFF + TSV(OFF)

hvis vi lader

TSV(ON) = TSV(on) TSV(OFF) = TSV

derefter

PSV = 1/6 VCE(maks) IC(maks) 2 TSV) f

det samlede effekttab i kontakten er

pt = pon (AVG) + poff(AVG) + PSV

PSV

= d VCE(sat) IC 1/3 VCE(maks) IC(maks) HSV * f

diode

principal ratings for dioder

DIODEKREDSLØBSANALYSE

spændingsstrømskarakteristik for diode

dannelse af UDTØMNINGSLAG i diode

tunnel Diode