本文将对该系列内容进行总结。
在“通过双脉冲测试评估mosfet的反向恢复特性”中,重点关注了由于逆变器电路、totem pole型功率因数校正(pfc)电路等是两个mosfet串联连接的桥式电路,因此存在因上下桥臂的直通电流导致导通损耗增加的现象。
该现象受开关mosfet和相对臂mosfet的体二极管(寄生二极管)的反向恢复特性影响很大,因此给出了使用双脉冲测试评估mosfet体二极管的反向恢复特性的结果。
在双脉冲测试中,从两个角度比较并评估了导通损耗。一个是标准sj mosfet与prestomos™(具有快速恢复特性的sj mosfet)的比较,另一个是与不同制造商生产的sj mosfet(以快速恢复特性为特点)的比较。
在此次评估中获得了以下两个结果,并且验证了一个关键要点:要想减少导通损耗,需要评估mosfet体二极管的反向恢复特性并选择具有出色反向恢复特性的mosfet,这一点至关重要。
1. 在标准sj mosfet与具有快速恢复特性的prestomos™的比较中,作为导通损耗主要原因的反向恢复电流irr和反向恢复电荷qrr在prestomos™中要小得多,有助于降低开关损耗。
2. 在与不同制造商生产的具有快速恢复特性的sj mosfet的比较中,制造商之间的irr和qrr存在差异,prestomos™是此次比较的三家公司中表现最出色的,并且开关损耗的降低效果最好。
除此以外,还提出了一个注意事项:有时候即使具有快速恢复特性,也可能无法降低导通损耗,抑制导致这种情况的主要原因“误启动”也很重要。误启动是因mosfet的各栅极电容(cgd,cgs)和rg引起的现象,在桥式电路中,当位于开关侧的mosfet导通(turn-on)时,在原本为off状态的续流侧mosfet发生了不应发生的导通,导致直通电流流过,损耗增大。
下图在“误启动的发生机制”一文中使用过,从图中可以看出,当发生误启动时,除了体二极管的反向恢复电流外,还会流过更大的直通电流。
如上面的评估结果2所示,在与来自不同制造商的具有快速恢复特性的sj mosfet的比较中,prestomos™的导通损耗最低,这是因为prestomos™不仅具有快速恢复特性,而且在设计时特别优化了各栅极电容的比率,抑制了误导通现象。
因此,除了mosfet体二极管的反向恢复特性(irr和qrr)之外,桥式电路的开关损耗还受到误启动带来的直通电流的影响,因此选择能够抑制这两者的mosfet是减少开关损耗的关键要点。
下面是每篇文章的链接和关键要点汇总。
什么是双脉冲测试?
・双脉冲测试是广泛应用于mosfet和igbt等功率开关元件特性评估的一种测试方法。
・双脉冲测试不仅可以评估对象元件的开关特性,也可以评估体二极管和外置快速恢复二极管等的恢复特性。
・双脉冲测试对导通时发生恢复特性引起损耗的电路的评估非常有效。
通过双脉冲测试评估反向恢复特性
・在桥式电路中,当mosfet的体二极管恢复特性较差时,导通损耗会增加。
・反向恢复电流irr和反向恢复电荷qrr较低的mosfet,导通损耗eon_l也较小。
・快速恢复型mosfet之间进行比较也得出同样的结论。
・对mosfet的反向恢复特性进行评估对于降低桥式电路的损耗非常重要。
・请注意,受误启动现象的影响,有时即使具有快速恢复特性,也无法降低导通损耗。
误启动的发生机制
・桥式电路中的误启动是指由于mosfet的vds急剧上升引发vgs的上升,从而导致mosfet发生意外导通的现象。
・在桥式电路中,当误启动引发了直通电流时,导通损耗会增加,因此有时候选择只是反向恢复特性出色的mosfet也未必能够获得理想的损耗降低效果。
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