能夠產生200A、75V瞬變的SPST雙極性電源開關(07-100)
IC3的另一半和IC4的兩路驅動器并聯(lián),其輸入連接至雙穩(wěn)態(tài)輸出,利用并聯(lián)輸出驅動兩個反向連接的低RDSON MOSFET(IRFB3077)的柵極,兩個MOSFET的漏極接外部電源,兩個柵極和兩個源極分別接在一起。三個驅動器并聯(lián)后可有效提高功率MOSFET的開關速度,因為每個驅動器可提供4A的峰值電流,并聯(lián)后總電流可以達到12A,MOSFET源極接電池負極。
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/92065.htmMAX5048的輸入邏輯簡化了邊沿檢測電路的設計,MAX5054的低靜態(tài)電流有助于延長電池的使用壽命。因此,本設計中使用了類似但不相同的IC,分別用于低邊(控制和隔離,IC1、IC2)和高邊 (功率驅動,IC3、IC4)驅動。
圖1b給出了電源開關的等效電路,包括主要的寄生元件。對于整個供電電路,開關能夠承受的連續(xù)功率取決于散熱器。散熱器會顯著增大寄生輸出電容,本設計中沒有包括散熱器。處理200A脈沖電流時需要一些補充條件,必須將脈沖寬度限制在8ms以內,開關占空比限制在0.5%以內。對于80A的瞬態(tài)信號,脈沖時間不受限制,持續(xù)時間較長(達到50ms),但占空比不得超過3%。
室溫下切換一個未經(jīng)箝位的電感時,電路能夠吸收的能量是280mJ(單個脈沖,不重復出現(xiàn))或200mJ(最大占空比為1%的脈沖)。耦合變壓器設計要求小尺寸、低繞線電容:原邊一匝、副邊兩匝,繞制在Fair-Rite 7.5x7.5m的鐵氧體磁珠。變壓器結構決定了開關負載和開關控制電路兩側的最大壓差。使用普通的漆包線絕緣架構時,可以提供1kV隔離,如果使用聚四氟乙烯或質量更好的絕緣材料,則可提供1kV以上的隔離。對于要求更高隔離電壓的設計,還需考慮封裝。
T1的鐵氧體磁芯為導體,不能在同一時刻連接到開關兩側,開關內部沒有閉鎖保護,操作之前必須檢驗鋰電池的狀態(tài)。上電后沒有電路能夠保證開關處于確定的狀態(tài) (導通或關斷)。因此,在接通其它電源之前必須先打開開關電源。開關狀態(tài)由最先作用到輸入端的瞬態(tài)決定,在給其它部分供電時至少使開關通、斷一次。
圖2-圖4中頂部波形為數(shù)字輸入,底部波形是通過一個0.25?電阻負載觀察到的5?s脈沖波形,負載通過開關接50V電源。因為電壓波形作用在一個低電感薄膜電阻,可近似表示開關的電流波形。圖3所示近似200A的脈沖波形給出了過沖和上升時間 (60至80ns),上升時間受高邊電流通道寄生電感、電容的影響。圖3給出了該脈沖的上升時間和傳輸延時,圖4給出了下降時間和斷開時的傳輸延時。
圖2 圖1測試結果,(1)控制信號,(2)在0.25?電阻兩端測試的5?s脈沖,電源電壓為50V
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