Strømtap I Brytere

en ideell bryter er vist I Figur 1. Strømtapet som genereres i bryteren, er produktet av strømmen gjennom bryteren og spenningen over bryteren. Når bryteren er slått av, er det ingen strøm gjennom den(selv OM det ER en spenning VS over den). Og derfor er det ingen strømfordeling. Når bryteren er på, har den en strøm (VS / RL) gjennom den, men det er ingen spenningsfall over det, så igjen er det ikke noe strømbrudd. Vi antar også at for en ideell bryter er stigningstiden for strømmen null. Det vil si at den ideelle bryteren endres fra av-tilstand til på-tilstand (og omvendt) øyeblikkelig. Strømtapet under bytte er derfor null.

I Motsetning til en ideell bryter, har en faktisk bryter, for eksempel en bipolar kryss transistor, to hovedkilder til strømbrudd: ledningstap og koblingstap.

Ledningstap

når transistoren I Figur 2(a) er av, bærer den en lekkasjestrøm (lLEAK). Strømtapet forbundet med lekkasjestrøm ER POFF = VS X ILEAK . Men siden lekkasjestrømmen er ganske liten og ikke varierer vesentlig med spenning, blir den vanligvis forsømt, og dermed er transistorens strømtap i det vesentlige null. Når transistoren er på, som I Figur 2(b), har den et lite spenningsfall over det. Denne spenningen kalles metningsspenningen (VCE (SAT)). Transistorens strømfordeling eller ledningstap på grunn av metningsspenningen er:

PON = VCE(SAT) x IC

Hvor

IC = (VS – VCE(SAT)) / RL≈ VS / RL

Ligning 1 gir strømbrudd på grunn av ledning hvis bryteren forblir på ubestemt tid. For å kontrollere strømmen for en gitt applikasjon, slås bryteren på og av periodisk. Derfor, for å finne spenningstapet må vi vurdere driftssyklusen:

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

På Samme måte

POFF(avg) = VS X ILEAK x tOFF / T

her er driftssyklusen d definert som prosentandelen av syklusen der bryteren er på:

d = tonn / (tonn x TOFF ) = tonn / T

Koblingstap

i tillegg til ledningstapet har en ekte bryter koblingstap fordi den ikke kan endres fra på-tilstand til av-tilstand (eller omvendt) øyeblikkelig. En ekte bryter tar en endelig tid tSW (PÅ) for å slå på og en endelig tid tSW (AV)for å slå av. Disse tider innfører ikke bare strømfordeling, men begrenser også den høyeste koblingsfrekvensen som er mulig. Overgangstidene tSW(PÅ) og tSW (AV)for ekte brytere er vanligvis ikke like, med tSW (PÅ) generelt større. Men i denne diskusjonen vil vi anta at tSW (PÅ) er lik tSW (AV). Figur 3. Viser koblingsbølgeformer for (a) spenningen over bryteren og (b) strømmen gjennom den. Når bryteren er slått av, er spenningen over den lik kildespenningen. Under slå på, som tar en begrenset tid, reduseres spenningen over bryteren til null. I løpet av samme tid øker strømmen gjennom bryteren fra null til IC. Transistoren har en strøm gjennom den og en spenning over den under byttetiden; derfor har den et strømbrudd.

for å finne strømmen som er spredt i en transistor under bryterintervallet, multipliserer vi den øyeblikkelige verdien AV IC og den tilsvarende verdien AV VCE. den øyeblikkelige kraftkurven er vist i Figur 3 (c). energien som er spredt i bryteren, er lik området under strømbølgeformen. Merk at maksimal effekt forsvinner når både strømmen og spenningen passerer gjennom midtpunktsverdiene. Derfor er det maksimale effekttapet når du bytter fra av-tilstand til på-tilstand:

PSW PÅ(maks) = 0,5 VCE (maks) x 0.5 ic (max)

det er interessant å merke seg at kraftkurven i hovedsak ser ut som en rettet sinusbølge. Gjennomsnittsverdien av denne bølgeformen er

PSW PÅ (avg) = 0,637 x PSW PÅ(maks)

= 0,637 x 0,5 VCE(MAKS) x 0,5 IC (MAKS)

= 0.167 VCE(maks) x IC(maks)

Eller

PSW PÅ(avg) = 1/6 VCE(maks) x ic(maks)

energitapet (strøm x tid) under slå på vil VÆRE PSW PÅ(avg) x tSW(PÅ)

WSW PÅ = 1/6 VCE(maks) x ic(maks) x tsw(PÅ) (joules)

en lignende Analyse gir energitapet under avkjøring som

wsw av = 1/6 vce(maks) x ic(maks) x tsw(på) (joules)

det totale energitapet i en syklus PÅ GRUNN AV BYTTE ER GITT VED

WSW = WSW PÅ + wsw av + 1/6 vce(MAKS) x ic(maks) x

gjennomsnittlig Strømfordeling i bryteren vil være

psw = WSW/t = WSW x f

PSW = 1/6 VCE (maks) x IC (maks) x x f

Hvor T er bryterperioden og f er pulsrepetisjonshastigheten (frekvens for bytte). Merk at

T = tON + tSW(PÅ) + tOFF + tSW(AV)

hvis vi lar

tSW(PÅ) = tSW(PÅ) tSW(AV) = tSW

deretter

PSW = 1/6 VCE(maks) x IC(maks) x (2 tSW) x f

Det Totale strømtapet i bryteren er

pt = pon(avg) + poff(Avg) + psw

= d x vce(lør) x ic 1/3 x vce(maks) X IC(MAKS) X TSW x f

diode

hovedkarakteristikker for dioder

diodekretsanalyse

Spenningsstrømskarakteristikk for diode

dannelse av uttømmingslag i diode

tunnel Diode