极性电容反接和MOSFET勾道选择

发布时间:2020-11-5 阅读量:969 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网

氧化铝层可以承受正向的直流电压,如果其承受反向的直流电压,其很容易在数秒内失效。这个现象被称为ValveEffect,这就是为什么铝电解电容拥有极性的原因,如果电解电容的两个电极都有氧化层,则形成无极性电容。


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当电解电容承受反向直流电压的时候,即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压,集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界,转化成氢气,氢气的膨胀力使得氧化层脱落,因此电流在击穿电解液后直接流通电容,电容失效,这个直流电压非常小,在1~2V的反向直流电压作用下,铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效。相反,当电解电容承受正向电压时候,负离子集结在氧化层之间,因为负离子的直径非常大,其并不能击穿氧化层,所以能承受较高电压。


阴极箔是连接电解液和外部的层,这层在制作中并不需要氧化,但是在实际中由于在蚀刻过程中铝容易被氧化,所以其形成了一个自然被氧化的氧化层,这个氧化层可以承受1~2v的电压。有极性电容反接后,如果电容容量很小,耐压很高,工作电压低的话,反接看不出来啥;如果容量稍大(100UF以上),耐压离工作电压近,电容不会超过10分钟就坏,坏的表现形式是:先鼓包,再吹气,然后爆浆。有极性电容器反接会爆炸,不能接到交流电源上,因为这个有极性电容设计就是用在直流电源上,作滤波用,这个有极性电容内部有特殊的物质,这个物质不能承受反压,如果通到交流电上就会反向击穿或爆炸。


有极性电容不能反接,但允许交流负半周通过。交流信号在一定条件下可以把电容当作短路,此时交流信号的负半周怎么处理。交流信号必须承载在直流电流上,正是要上拉成直流!有极性电容工作时正极电位一定要高于负极,否则电容漏电----轻则电路无法工作,重则电容爆炸。极性电容内部结构分为正极、介质层、负极,介质层具有单向导电的性质,当接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了,电容就短路了。


为设计选择正确器件的第一步是决定采用N沟道还是P沟道MOSFET.在典型的功率应用中,当一个MOSFET接地,而负载连接到干线电压上时,该MOSFET就构成了低压侧开关。在低压侧开关中,应采用N沟道MOSFET,这是出于对关闭或导通器件所需电压的考虑。当MOSFET连接到总线及负载接地时,就要用高压侧开关。通常会在这个拓扑中采用P沟道MOSFET,这也是出于对电压驱动的考虑。要选择适合应用的器件,必须确定驱动器件所需的电压,以及在设计中最简易执行的方法。


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下一步是确定所需的额定电压,或者器件所能承受的最大电压。额定电压越大,器件的成本就越高。根据实践经验,额定电压应当大于干线电压或总线电压。这样才能提供足够的保护,使MOSFET不会失效。就选择MOSFET而言,必须确定漏极至源极间可能承受的最大电压,即最大VDS.知道MOSFET能承受的最大电压会随温度而变化这点十分重要。测试时必须在整个工作温度范围内测试电压的变化范围。额定电压必须有足够的余量覆盖这个变化范围,确保电路不会失效。同时考虑的其他安全因素,如电机或变压器等开关电子设备诱发的电压瞬变。不同应用的额定电压也有所不同;通常便携式设备为20V、FPGA电源为20~30V、85~220VAC应用为450~600V。


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