一文盡知MOSFET-最全MOSFET應用知識介紹

2021-02-23 電力電子達摩院

        MOSFET是電力電子中的重要開關器件,對於MOSFET的認知程度和理解深度對於工程設計人員至關重要。恰當的把合適rating的MOSFET應用在相應的位置上,某種程度上反映了工程設計人員的水平高低。對於單管驅動的拓撲而言,重點關注電壓和電流的rating,電壓要留有足夠餘量,電流反映了溫度。同時管子的開關速度會影響EMC,要設計合適的驅動線路使開關管工作在比較理想的區域。對於諧振線路,譬如LLC,除了考慮電壓和電流rating,還要重點考慮MOSFET的寄生電容,尤其是Coss,確保諧振迴路中的感性電流足夠使得MOSFET的寄生電容中的電荷在開通之前釋放完畢,保證開關管工作在ZVS。MOSFET的Drain和Source之間的擊穿電壓是隨溫度變化的,低溫下擊穿電壓最低,並隨溫度的增加而增加。實際設計中要考慮到這一點,比如照明路燈中的應用,要保證零下40攝氏度下驅動仍然正常,此時由於低溫下電解電容ESR會變大,容量會變小,開關電源低頻和高頻紋波都會變大,這個時候MOSFET看到的電壓應力也會隨之變大,而此時MOSFET的擊穿電壓又是最低,如果設計餘量考慮不周,就會出現失效。另外設計中為了平衡成本和設計餘量,不得不考慮利用MOSFET的avalanche能力進行平衡,那麼就要精確掌握不同廠商規格書中的avalanche的含義和計算要求,否則就不要輕易借用此規格進行設計。本文會對MOSFET所有重要的參數進行詳細的介紹和解釋,包括最大rating,avalanche的含義和測量方法,MOSFET的SOA,MOSFET表面溫度計算方法,MOSFET寄生電容對於開關的影響等,讀完此文,MOSFET所有應用層面的知識已經足以。

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