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效电路
这种延迟引起了类饱和Quasisaturatio
效应,使集电极发射极电压不能立即下降到其VCEsat值。这种效应也导致了在ZVS情况下,在负载电流从组合封装的反向并联二极管转换到IGBT的集电极的瞬间,VCE电压会上升。IGBT产品规格书中列出的Eo
能耗是每一转换周期Icollector与VCE乘积的时间积分,单位为焦耳,包含了与类饱和相关的其他损耗。其又分为两个Eo
能量参数,Eo
1和Eo
2。Eo
1是没有包括与硬开关二极管恢复损耗相关能耗的功率损耗;Eo
2则包括了与二极管恢复相关的硬开关导通能耗,可通过恢复与IGBT组合封装的二极管相同的二极管来测量,典型的Eo
2测试电路如图2所示。IGBT通过两个脉冲进行开关转换来测量Eo
。第一个脉冲将增大电感电流以达致所需的测试电流,然后第二个脉冲会测量测试电流在二极管上恢复的Eo
损耗。
图2典型的导通能耗Eo
和关断能耗Eoff测试电路在硬开关导通的情况下,栅极驱动电压和阻抗以及整流二极管的恢复特性决定了Eo
开关损耗。对于像传统CCM升压PFC电路来说,升压二极管恢复特性在Eo
导通能耗的控制中极为重要。除了选择具有最小Trr和QRR的升压二极管之外,确保该二极管拥有软恢复特性也非常重要。软化度Soft
ess,即tbta比率,对开关器件产生的电气噪声和电压尖脉冲voltagespike有相当的影响。某些高速二极管在时间tb内,从IRMREC开始的电流下降速率didt很高,故会在电路寄生电感中产生高电压尖脉冲。这些电压尖脉冲会引起电磁干扰EMI,并可能在二极管上导致过高的反向电压。在硬开关电路中,如全桥和半桥拓扑中,与IGBT组合封装的是快恢复管或MOSFET体二极管,当对应的开关管导通时二极管有电流经过,因而二极管的恢复特性决定了Eo
损耗。所以,选择具有快速体二极管恢复特性的MOSFET十分重要,如飞兆半导体的FQA28N50FFRFETTM。不幸的是,MOSFET的寄生二极管
f或体二极管的恢复特性比业界目前使用的分立二极管要缓慢。因此,对于硬开关MOSFET应用而言,体二极管常常是决定SMPS工作频率的限制因素。一般来说,IGBT组合封装二极管的选择要与其应用匹配,具有较低正向传导损耗的较慢型超快二极管与较慢的低VCEsat电机驱动IGBT组合封装在一起。相反地,软恢复超快二极管,如飞兆半导体的StealthTM系列,可与高频SMPS2开关模式IGBT组合封装在一起。除了选择正确的二极管外,设计人员还能够通过调节栅极驱动导通源阻抗来控制Eo
损耗。降低驱动源阻抗将提高IGBT或MOSFET的导通didt及减小Eo
损耗。Eo
损耗和EMI需要折中,r
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