在過去至少20年間，MOSFET已經(jīng)被選擇為很多開關模式電源設計的開關器件。由于它們較高的開關速度和更加簡便的驅動特性，MOSFET已經(jīng)取代了很多應用與功率級中的雙極性結型晶體管 (BJT)。然而，對于基于反激式的低功率AC/DC充電器等應用，相對MOSFET，BJT具有某些明顯的優(yōu)勢。

由于它們不同的器件結構，高壓BJT的制造成本要低于高壓MOSFET。正因如此，額定電壓在1kV或者以上的BJT的價格要低于通用輸入離線反激式轉換器中常見的600V或650V MOSFET。

優(yōu)勢是顯而易見的。由于BJT具有較高的電壓額定值，泄露尖峰會高出幾百伏特，不過仍然處于所要求的開關降額設計范圍內。根據(jù)尖峰的幅度不同，常常有可能在不使開關過壓的情況下完全移除緩沖器。

移除緩沖器

優(yōu)點：

• 減少了物料清單 (BOM) 上的組件數(shù)量，從而實現(xiàn)一個更小、成本有效性更高的解決方案。更為重要的一點是，你可以移除緩沖器二極管，而這通常是一個600V的部件。

• 減少連接至高壓開關節(jié)點的組件數(shù)量，從而減小這個節(jié)點的面積。由于較高的瞬時電壓變化率 (dv/dt) 和較大的電壓擺幅，這個節(jié)點中任何的寄生電容都會產生很明顯的有害電流。這些電流會產生噪聲信號，進而干擾到控制器或者是電路板上的其它器件，或者是來自電源的電磁干擾，因此需要濾波以滿足協(xié)調放射標準。

• 通過節(jié)省由緩沖器電阻器上的穩(wěn)定狀態(tài)電壓所導致的功率耗散 (= Vreflected/Rsnubber2)， 可以提高效率。

高輸入電壓

另外一個可以利用BJT高壓額定值的應用就是帶有高壓或三相輸入的應用。一個標準的230V三相輸入將有一個大約565Vdc的峰值線路至線路電壓。這個峰值電壓往往是連接在一個單相位之間的設備的額定值要求，在故障情況下，這個負載的一個相位會使中性點電壓被拉至其中一個線路電壓。雖然很多設計人員用大型、昂貴且具有較高RDSON的MOSFET來實現(xiàn)這個條件下的開關額定值，或者通過將兩個電壓較低的MOSFET級聯(lián)在一起去實現(xiàn)所需額定值，但使用單個高壓BJT可以同時減少系統(tǒng)尺寸，減少系統(tǒng)成本。

設計注意事項-EMI。

不使用緩沖器的設計人員也許會擔心未經(jīng)緩沖的電壓振鈴將增加元件的傳導性放射，并因此需要額外的濾波。

圖1和4顯示的是在緩沖器安裝和移除后，同一元件傳導性放射間的差異。這些波形顯示了兩種情況下泄露電感尖峰間的差異。

如你所見，移除緩沖器不會在泄露電感振鈴頻率上（大約15MHz）測量到任何的傳導性放射差異。

圖1：230VAC– 6.5W負載下，未安裝緩沖器時的傳導性放射曲線圖

圖2：按照圖3中的波形，230VAC– 6.5W負載下，安裝了緩沖器時的傳導性放射曲線圖

設計注意事項—驅動電路。

基極驅動電流、晶體管的電流增益和反激式變壓器的磁性電感組合在一起決定了BJT反激式電路能夠提供的峰值功率。這些參數(shù)必須能夠支持工作頻率下，傳送所需輸出功率所要求的初級峰值電流。

對于一個斷續(xù)模式反激式電路的POUT為：

在這里

一個被用作開關的BJT必須在間隔時間內被驅動為飽和狀態(tài)，以最大限度地減少接通狀態(tài)傳導損耗。換句話說，為了生成集電極電流，你必須為BJT提供更多的基極電流，這將才能使集電極電流在初級電感內流動：

當基極電壓低于Vth時，會使基極中過多的載流子重新組合，延遲了FET的關閉。非常有必要盡可能減小這個關閉延遲的占空比，基于這個原因，BJT上的開關頻率受到限制，通常為60kHz左右。

理想情況下，提供的基極電流使器件剛剛通過飽和區(qū)域，并在接通時間結束時到達激活區(qū)域，從而減少了關閉時的載流子數(shù)量，并減少了關閉延遲。

圖5：器件區(qū)域與Ic、Ib和Vce之間的關系

BJT所需要的驅動越來越復雜是MOSFET在很多應用中取而代之的一個原因。諸如TIUCC28720和UCC28722等器件已經(jīng)通過根據(jù)負載動態(tài)調節(jié)驅動電流解決了這個問題。在更低的負載水平上，減少的基極電流確保了基極區(qū)域在關閉時不會有大量的剩余電荷。

這些器件在驅動引腳上還特有一個1W拉電阻，以便在關閉期間使基極-發(fā)射極結短接，這樣的話，BJT可以保持額定集電極到發(fā)射極 (VCES) 電壓。為了保持VCES額定值，需要在關閉期間用一個低阻抗連接將基極節(jié)點與接地短接，并且需要確保在集電極電壓上升到高于Vceo之前，集電極電流已經(jīng)停止傳送，以避免二次擊穿。

UCC28720和UCC28722為系統(tǒng)設計人員簡化了驅動，并且實現(xiàn)了針對低功率反激式電路的功率BJT插槽式解決方案，從而減少了組件數(shù)量，并降低了系統(tǒng)成本。