开关电源中功率晶体管的二次击穿及防护

两类。

a. 耗能式复合缓冲电路（图6） : 在管子开通时， 缓冲电容经Cs 、Rs 、Ls 回路放电， 减少了管子承受的电流上升率。此外，在管子开通时，电感Ls 还可限制续流二极管Df 的反向恢复电流。

图6 耗能式复合缓冲回路

b. 馈能式复合缓冲电路（图7） : 当晶体管关断时， 电容Co和电感Ls 并联运行，将贮存的能量馈送到负载。当电容Co 放电时，电感Ls 上的电压逐渐减小为0 ,在这段时间内负载电流经续流二极管Df 导通。

图7 馈能式复合缓冲回路

上述各种缓冲电路不外乎分为两大类型， 即耗能式和馈能式。耗能式线路简单但相对耗能较高，适合于较小功率电源使用。馈能式线路复杂， 但在大功率电源中， 如果将缓冲电路所耗散的能量以热的形式散发， 势必造成很大麻烦， 因此， 要采用馈能式缓冲电路。

4 其它保护措施

传统上我们在开关电源输入单元的设计中， 在整流桥和滤波电容之间加入一个线绕电阻或负温系数的热敏电阻R , 用以抑制开启瞬间的浪涌电流， 同时它在某种程度上延缓了滤波电容两端电压的上升速度（如图8 示） .设计中要在电压达一定值时就使脉宽调制IC 工作， 再配合IC 上所设的软启电路， 使得功率晶体管在相对低的电压下以相对短的导通时间开始工作， 并逐步达到稳定状态。设计好这个时序， 能很好地提高电源的可靠性。图中的可控硅SCR 一般用在较大功率电源中， 其控制端与功率变压器的一个副绕组相连， 在电源正常工作后使其导通， 以减小功耗。

图8 传统开关电源中的输入单元

笔者在1000W半桥式开关电源的设计中， 首次用一个单向可控硅代替前端AC 输入整流桥的一个桥臂， 其控制端由主变压器的一个副绕组来控制（如图9 所示） .这样， 在电源接通的初始态， 该整流桥处于半波整流态。待电源启动后， 可控硅导通， 整流桥转为全波整流。由此可达到降低启动电压的目的。同时， 还可有效地抑止浪涌电流。实践证明， 该电路简单可靠很值得大家借鉴。

图9 实用软启动电路

结束语

有效地避免主开关管的二次击穿是提高开关电源可靠性的关键， 也是值得研究的一个课题。当前， 开关电源正朝着高频化、大功率化的方向发展， 上面所讨论的问题会显得更为突出。应引起足够的重视。