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降低栅极驱动关断阻抗对减小IGBTEoff损耗影响极微。如图1所示,当等效的多数载流子MOSFET关断时,在IGBT少数载流子BJT中仍存在存储时间延迟tdoffI。不过,降低Eoff驱动阻抗将会减少米勒电容Millercapacita
ce
fCRES和关断VCE的dvdt造成的电流注到栅极驱动回路中的风险,避免使器件重新偏置为传导状态,从而导致多个产生Eoff的开关动作。
ZVS和ZCS拓扑在降低MOSFET和IGBT的关断损耗方面很有优势。不过ZVS的工作优点在IGBT中没有那么大,因为当集电极电压上升到允许多余存储电荷进行耗散的电势值时,会引发拖尾冲击电流Eoff。ZCS拓扑可以提升最大的IGBTEoff性能。正确的栅极驱动顺序可使IGBT栅极信号在第二个集电极电流过零点以前不被清除,从而显著降低IGBTZCSEoff。
MOSFET的Eoff能耗是其米勒电容Crss、栅极驱动速度、栅极驱动关断源阻抗及源极功率电路路径中寄生电感的函数。该电路寄生电感Lx如图8所示产生一个电势,通过限制电流速度下降而增加关断损耗。在关断时,电流下降速度didt由Lx和VGSth决定。如果Lx5
H,VGSth4V,则最大电流下降速度为VGS(th)Lx800Aμs。
总结:在选用功率开关器件时,并没有万全的解决方案,电路拓扑、工作频率、环
境温度和物理尺寸,所有这些约束都会在做出最佳选择时起着作用。在具有最小Eo
损耗的ZVS和ZCS应用中,MOSFET由于具有较快的开关速
度和较少的关断损耗,因此能够在较高频率下工作。对硬开关应用而言,MOSFET寄生二极管的恢复特性可能是个缺点。相反,
由于IGBT组合封装内的二极管与特定应用匹配,极佳的软恢复二极管可与更高速的SMPS器件相配合。
后语:MOSFE和IGBT是没有本质区别的,人们常问的“是MOSFET好还是IGBT好”这个问题本身就是错误的。至于我们为何有时用MOSFET,有时又不用MOSFET而采用IGBT,不能简单的用好和坏来区分,来判定,需要用辩证的方法来考虑这个问题。
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