常用功率开关器件（功率开关原理）

发布时间：2023-06-04

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GTR（电力晶体管）耐高压，电流大开关特性好。GTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题。

．单管GTRNPN三重扩散台面型结构是单管GIR的典型结构，这种结构可靠性高，能改善器件的二次击穿特性，易于提高耐压能力，并且易于耗散内部热量。

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

常用功率开关器件（功率开关原理）

小功率开关三极管电路可以用于驱动电路、电源电路、开关电路等；大功率开关三极管电路可用于彩色电视机、通信设备等电源、低频功率放大电路、电流调整等众多领域。

主要用于通信等设备中作为调整管。（4）高频大功率三极管是指特征频率大于3MHz，功率大于1W的三极管，主要用于通信等设备中作为功率驱动，放大。（5）开关三极管是利用控制饱和区和截止区相互转换工作的。

开关三极管可以用很小的电流，控制大电流的通断，有较广泛的应用。

小功率：功率在1W以下中功率：1-10W；大功率：10W以上。三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。

三极管主要有两个作用，一个是放大作用，一个是开关作用。大功率三极管可以做大电流的开关，但这种场合最好用MOS管，因为MOS管损耗要小些。放大功能可以用来做大功率的功放，也可以用来做大功率线性稳压电源。

氮化镓是目前全球最快功率开关器件之一，并且可以在高速开关的情况下仍保持高效率水平，能够应用于更小的变压器，让充电器可以有效缩小产品尺寸。

氮化镓可以说是目前研制微电子器件、光电子器件的先进半导体材料了。

氮化镓(GaN)功率器件目前主要主要分为Si基和SiC基两种，SiC基的GaN的供应链可靠性并不如LDMOS高，这是因为SiC基的生长良率并不高，此外，SiC基的工艺很难做到6寸晶圆上生长，工艺极其复杂。

与GaAs和InP等高频工艺相比，氮化镓器件输出的功率更大；与LDCMOS和SiC等功率工艺相比，氮化镓的频率特性更好。随着行业大规模商用，GaN生产成本有望迅速下降，进一步刺激GaN器件渗透，有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。

氮化镓材料是第三代半导体材料。它具有高热导率，化学稳定性好，有很强的抗辐照能力，很多优质的光电子、高温大功率器件和高频微波器件都会用到它。

输入为220VAC和0-10V可调直流电压，输出为0-180V可调，最大输出电流能达8A，系统组成框图如下图5所示。在大功率开关电源设计中，为防止在启动时的高浪涌电流冲击，常采用软启动电路，本设计不重点介绍。

开关电源电路图详解主电路从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20-100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。唯一的缺点是输出的纹波电压较大，外特性差，适用于相对固定的负载。

开关电源电路图如下：开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。

输出电压从0～12V、电流从0～5000A连续可调，满载输出功率为60kW。由于采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好的散热结构，该电源的各项指标都满足了用户的要求。