開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)管擊穿是指在開(kāi)關(guān)管工作過(guò)程中,由于某些原因?qū)е麻_(kāi)關(guān)管內(nèi)部出現(xiàn)電弧放電現(xiàn)象。開(kāi)關(guān)管擊穿的原因主要有以下幾個(gè)方面:
- 過(guò)高的電壓:電壓過(guò)高是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管擊穿的主要原因之一。當(dāng)電壓超過(guò)開(kāi)關(guān)管的額定承受電壓時(shí),電壓梯度在開(kāi)關(guān)管中會(huì)引發(fā)高程度的電場(chǎng),導(dǎo)致電子被加速形成大量能量強(qiáng)的電子空化區(qū),從而導(dǎo)致電弧放電現(xiàn)象的發(fā)生。
- 過(guò)大的電流:電流過(guò)大是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管擊穿的另一個(gè)主要原因。當(dāng)電流超過(guò)開(kāi)關(guān)管的額定承受電流時(shí),電流密度會(huì)升高,電流激發(fā)的電壓降驟升高,電流密度會(huì)超過(guò)材料的極限,從而引發(fā)局部放電,進(jìn)而形成電弧放電。
- 過(guò)高的溫度:溫度過(guò)高也是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管擊穿的重要原因之一。當(dāng)開(kāi)關(guān)管長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作,或者在高負(fù)載下工作時(shí),由于電流導(dǎo)致的瞬時(shí)功率損耗會(huì)引起開(kāi)關(guān)管內(nèi)部溫度升高。當(dāng)溫度超過(guò)開(kāi)關(guān)管所能承受的溫度極限時(shí),開(kāi)關(guān)管內(nèi)部器件結(jié)構(gòu)和材料的物理特性會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致?lián)舸?/li>
- 過(guò)高的壓升率:開(kāi)關(guān)管工作過(guò)程中,電壓急劇升高會(huì)導(dǎo)致電壓升率過(guò)大。過(guò)高的壓升率將會(huì)在開(kāi)關(guān)管的電場(chǎng)分布中引發(fā)高電場(chǎng)區(qū),從而加速電子的能量形成局部擊穿點(diǎn)。
- 過(guò)大的載荷:開(kāi)關(guān)管正常工作下,應(yīng)能夠承受其設(shè)計(jì)定額載荷。但在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載或過(guò)負(fù)載的情況下,開(kāi)關(guān)管的電流密度和功率密度過(guò)大,將使開(kāi)關(guān)管內(nèi)部形成高電場(chǎng),進(jìn)而引發(fā)電壓擊穿現(xiàn)象。
- 介質(zhì)缺陷:開(kāi)關(guān)管內(nèi)部的介質(zhì),如電阻、絕緣層等出現(xiàn)缺陷,例如電阻發(fā)生短路、絕緣層出現(xiàn)微小孔洞或裂紋等,都會(huì)導(dǎo)致局部場(chǎng)強(qiáng)增加,引發(fā)電壓擊穿。
- 設(shè)計(jì)不合理:開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)不合理也會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管擊穿。例如,在設(shè)計(jì)過(guò)程中未能充分考慮到電壓突變、電壓梯度、電流過(guò)載等因素,導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管耐壓能力不足,容易造成擊穿。
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