MOSFET體二極管的反向恢復(fù)特性與橋式電路損耗的關(guān)系

 

在逆變器電路和Totem Pole型功率因數(shù)改善（PFC）電路等具有2個(gè)以上MOSFET的橋式電路中，由于流過上下橋臂的電流會(huì)使導(dǎo)通損耗增加。該現(xiàn)象受開關(guān)MOSFET和對(duì)應(yīng)橋臂MOSFET的體二極管（寄生二極管）的反向恢復(fù)特性影響很大。因此，在橋式電路中，體二極管反向恢復(fù)特性優(yōu)異的MOSFET優(yōu)勢(shì)明顯。

 

什么是雙脈沖測(cè)試？

 

雙脈沖測(cè)試是廣泛應(yīng)用于MOSFET和IGBT等功率開關(guān)元件特性評(píng)估的一種測(cè)試方法。該測(cè)試不僅可以評(píng)估對(duì)象元件的開關(guān)特性，還可以評(píng)估體二極管和IGBT一同使用的快速恢復(fù)二極管（FRD）等的反向恢復(fù)特性。因此，對(duì)導(dǎo)通時(shí)發(fā)生反向恢復(fù)特性引起損耗的電路的評(píng)估非常有效。雙脈沖測(cè)試的基本電路圖如下所示。

 

 

另外，當(dāng)該電路的Q1是續(xù)流用MOSFET、Q2是驅(qū)動(dòng)用MOSFET時(shí)，雙脈沖測(cè)試的基本工作如下表所示。基本工作主要可以分為①、②、③這三種。當(dāng)定義脈沖發(fā)生器的電壓為VPulse、流過電感的電流為IL、Q2的漏源電壓為VDS_L、Q2的漏極電流為ID_L時(shí)，各模式的工作、電流路徑和波形如表所示。

 

 

在工作③中，在Q2導(dǎo)通時(shí)可以觀測(cè)到短路電流（ID_L紅色部分）。這是由Q1體二極管的反向恢復(fù)特性引發(fā)的。

 

當(dāng)體二極管從ON轉(zhuǎn)換為OFF時(shí)，必須將ON時(shí)所蓄積的電荷進(jìn)行放電。此時(shí)，設(shè)從體二極管釋放出的電荷量為Qrr，釋放電荷所產(chǎn)生的電流峰值為Irr，Q2的功率損耗為Pd_L，則Q2的導(dǎo)通動(dòng)作可以如右圖所示。ID_L的三角形面積為Qrr、三角形的高為Irr。

 

 

一般情況下，當(dāng)續(xù)流側(cè)元件Q1的體二極管反向恢復(fù)特性較差、Qrr也較大時(shí)，驅(qū)動(dòng)側(cè)元件Q2的導(dǎo)通損耗會(huì)增加。因此，在像逆變器電路這樣的流過再生電流的應(yīng)用和Totem Pole型PFC電路中，需要考慮到體二極管的反向恢復(fù)特性對(duì)損耗有較大的影響。

 

關(guān)鍵要點(diǎn):

 

?在具有2個(gè)以上MOSFET的橋式電路中，當(dāng)MOSFET的體二極管反向恢復(fù)特性較差時(shí)，導(dǎo)通損耗會(huì)增加。

?雙脈沖測(cè)試是廣泛應(yīng)用于MOSFET和IGBT等功率開關(guān)元件特性評(píng)估的一種測(cè)試方法。

?雙脈沖測(cè)試不僅可以評(píng)估對(duì)象元件的開關(guān)特性，也可以評(píng)估體二極管和外置快速恢復(fù)二極管等的反向恢復(fù)特性。

?雙脈沖測(cè)試對(duì)導(dǎo)通時(shí)發(fā)生反向恢復(fù)特性引起損耗的電路的評(píng)估非常有效。

 

 

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