逆变电路中开关器件反向恢复特性的重要性

通过双脉冲测试比较PrestoMOS™与普通SJ MOSFET的损耗(实际测试结果)

本文的关键要点

・通过双脉冲测试可以评估逆变电路中的反向恢复损耗。

・通过对PrestoMOS™和普通SJ MOSFET进行比较,可以确认反向恢复特性出色的PrestoMOS™开关损耗更小。

・这显示了PrestoMOS™在降低逆变器电路损耗方面的优势。

针对第三个主题“通过双脉冲测试比较PrestoMOS™与普通SJ MOSFET的损耗”,我们将根据实际测试结果进行具体说明。

通过双脉冲测试比较PrestoMOS™与普通SJ MOSFET的损耗(实际测试结果)

图12为双脉冲测试电路。通过使低边MOSFET(Q2)导通和关断(ON/OFF),使Q1中流过续流电流,来测量开关损耗。双脉冲测试的步骤如下:

  • ① 使Q2导通,电流流过L1,并将电能积蓄在L1中。
  • ② 关断Q2,使续流电流从L1流向Q1的体二极管,释放L1中积蓄的电能(此时测量Q2的关断损耗)。
  • ③ 在Q1的体二极管续流过程中,使Q2导通,测量反向恢复电流流过时的导通损耗(用电流探头和电压探头进行测量)。

ダブルパルス試験によるPrestoMOSと通常のSJ MOSFETの損失比較(実測定結果)。ダブルパルス試験測定回路

※关于双脉冲测试中的测试电路的详细工作原理,请参阅Tech Web的Si功率元器件评估篇“通过双脉冲测试评估MOSFET的反向恢复特性”,或参阅撰写本系列文章时所参考的应用指南(PDF)

评估和比较的对象是以高速反向恢复特性著称的PrestoMOS™ R6030JNx和普通的SJ MOSFETR6030KNx。另外,我们还对其他公司的产品进行了比较评估。图12的测试电路对应的测试条件如下:

    • (1)低边开关(高边续流)
    • (2)栅极驱动电压VGS:0V to 12V
    • (3)电源电压Vin:280Vdc
    • (4)电感L1:1mH
    • (5)稳态漏电流ID:2A、4A、6A、8A、10A
    • (6)栅极电阻RG(on):根据器件进行变更(为了使导通的di/dt达到100A/μs)

・PrestoMOS™ R6030JNx:60Ω(并联3个180Ω电阻)
・R6030KNx:180Ω

  • (7)栅极电阻RG(off):22Ω

图13为双脉冲测试中实测获得的导通时的电流波形,图14为实测得到的电压波形。另外,图15为关断时的开关电流波形,图16为电压波形。这些波形是稳态漏极电流ID为6A时的波形。

ダブルパルス試験によるPrestoMOSと通常のSJ MOSFETの損失比較(実測定結果)。ターンON/OFFドレイン電流スイッチング波形、およびターンON/OFFドレインドレイン-ソース間電圧スイッチング波形の比較

可以看出,与R6030KNx相比,PrestoMOS™ R6030JNx(红线)在导通时的反向恢复电流要小得多,而且反向恢复时间也更短。可见,使用PrestoMOS™ R6030JNx可以大幅减少后述的导通损耗。

接下来是测得的开关损耗结果。图17为导通时开关所消耗的能量EON,图18为关断时开关所消耗的能量EOFF。可以看出,如上面图13和图15的开关波形所示,PrestoMOS™ R6030JNx(红线)的损耗明显更小。

ダブルパルス試験によるPrestoMOSと通常のSJ MOSFETの損失比較(実測定結果)。ターンON/OFFスイッチング損失の比較

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