MOSFET QRR：在追求电力效率时忽略了你的危险GydF4y2Ba
文章：Mike BeckerGydF4y2Ba
Qrr或反向恢复电荷是当二极管正向偏置时，积聚在MOSFET体二极管PN结上的电荷。GydF4y2Ba
在为许多类型的消费和工业应用设计电源时，效率往往是最重要的因素，包括移动电话、平板电脑和笔记本电脑、充电电动工具和LED照明，以及无数其他产品。高效率可能需要满足立法要求，或只是为了减少散热，从而使设计更小、更轻的终端产品。选择一个同步MOSFET来满足所有的要求可能是一个令人困惑的任务。GydF4y2Ba
当然，工程师将首先查看明显的数据表参数，选择具有右电压和电流额定值的设备。因为效率是重要的大多数设备主要由R选择GydF4y2BaDS（开）。GydF4y2Ba根据开关频率，则动态参数;例如门电荷QGydF4y2BaGGydF4y2Ba和问GydF4y2BaGd.GydF4y2Ba，可以是预期闸门损失的良好指标。问：GydF4y2BaGGydF4y2Ba优点（FOM = R.GydF4y2BaDS（开）GydF4y2BaX问：GydF4y2BaGGydF4y2Ba）也是MOSFET在交换应用中效率的良好指标，以及MOSFET的电容CGydF4y2Ba斯GydF4y2Ba， CGydF4y2Baoss.GydF4y2Ba， CGydF4y2Barss.GydF4y2Ba，可以预测排水源尖峰和栅极反弹是一个问题。低电容可以促进更高的效率。最后，设备必须适合您的设计，因此您可以查看它有多大以及它进入的包裹。GydF4y2Ba
但是，还有另一个参数qGydF4y2Barr.GydF4y2Ba，这通常被忽略，并且通常在数据表的底部找到。在电流流过MOSFET体二极管的应用中，例如，在同步整流器和自由轮应用中，然后反向恢复电荷QGydF4y2Barr.GydF4y2Ba，导致设计工程师需要仔细地解决的一些重大挑战。GydF4y2Ba
问：GydF4y2Barr.GydF4y2Ba或者反向恢复充电是当二极管正向偏置时累积在MOSFET体二极管的PN结中的电荷。在大多数应用中，电流为每个开关周期流过两次体二极管，导致累积充电。该电荷的后来分散，无论是在MOSFET本身内，还是作为额外的电流（iGydF4y2Barr.GydF4y2Ba）通过高端MOSFET短暂地流动，并在系统中引起额外的损失。GydF4y2Ba
的字符GydF4y2Ba
反向恢复电流(IGydF4y2Barr.GydF4y2Ba)也会与PCB的寄生电感相互作用，造成漏源极电压(VDS)的尖峰。这些尖峰可以通过降低PCB的电感或选择低Q的MOSFET来降低GydF4y2Barr.GydF4y2Ba。未能在设计阶段解决尖刺问题，通常会导致工程师使用更高的电压等级，因此在项目后面更昂贵的MOSFET。GydF4y2Ba
但这仍然存在问题。如果保持未处理，则排水销处的尖峰可以电容耦合到栅极销，导致所谓的“栅极反弹”。如果该栅极反弹超过MOSFET的阈值电压，则发生交叉导通，并且当它应关闭时，MOSFET可以打开。如果高端和低侧MOSFET两者同时导通，则在电源轨之间发生击穿电流，导致主电源损耗并可能销毁MOSFET。GydF4y2Ba
让我们更详细地看一下。由于在大多数应用中需要死区时间，在每个开关周期中电流流过体二极管两次。GydF4y2Ba让我们首先考虑在Sync-Fet打开之前发生的事情。由于电流在死区时间期间将流过体二极管，因此一些负载电流被捕获为存储的充电，qGydF4y2Barr.GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
当同步场效应管打开时，存储的电荷在场效应管内部耗散。因此，有一部分负载电流是由于Q而丢失的GydF4y2Barr.GydF4y2Ba影响和有助于我GydF4y2Ba2GydF4y2Ba同步场效应晶体管内的R损耗。GydF4y2Ba
在第二个例子中，当高侧MOSFET开启时，MOSFET的体二极管再次变为反向偏置。额外的电流，我GydF4y2Barr.GydF4y2Ba，短暂地通过高端MOSFET流动，直到存储的充电，QGydF4y2Barr.GydF4y2Ba，已经完全耗尽。电荷消耗不是瞬间的，我GydF4y2Barr.GydF4y2Ba通常在Q之前流动几十纳秒，直到qGydF4y2Barr.GydF4y2Ba是耗尽。反向恢复时间TGydF4y2Barr.GydF4y2Ba，在数据表上引用。在这种情况下，我GydF4y2Barr.GydF4y2Ba导致额外的IGydF4y2Ba2GydF4y2Ba在高边MOSFET内的R损失，如图所示GydF4y2Ba图1GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
图1GydF4y2Ba一世GydF4y2Barr.GydF4y2Ba导致额外的IGydF4y2Ba2GydF4y2Ba高端MOSFET内的损失GydF4y2Ba
V.GydF4y2BaDS.GydF4y2Ba以大钉钉牢GydF4y2Ba
反向恢复电流尖峰，我GydF4y2Barr.GydF4y2Ba，也与PCB的寄生电感相互作用以产生电压尖峰，其中：GydF4y2Ba
V = lx (di/dt)GydF4y2Ba。GydF4y2Ba
应适当地评定MOSFET以确保击穿电压额定值（BVDS）高于最大峰值;通常，应用80％的损失。具有测量的80V V的应用程序GydF4y2BaDS.GydF4y2Ba峰值通常需要具有至少100V的BVDS电压的MOSFET。GydF4y2Ba
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迈克贝尔GydF4y2Ba是Nexperia的产品和营销经理。GydF4y2Ba
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