HID燈鎮(zhèn)流器中UniFET II MOSFET的性能和效率
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因此，燈的平均電壓可通過調(diào)節(jié)高頻引線中MOSFET的占空比進行控制。由于MOSFET體二極管的反向恢復(fù)特性較差，因此如果逆變器的高頻引線(如圖7所示)在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下工作，則必然會出現(xiàn)直通電流。 由于這些極差的反向恢復(fù)特性，混頻全橋逆變器的高頻引線(如圖7所示)中需要附加FRD。當逆變器在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下工作且出現(xiàn)直通電流時，最終會對MOSFET造成損壞。 然而，在燈發(fā)光后，逆變器必然要在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下工作幾分鐘。 因此，需要4個附加FRD，以防在傳統(tǒng)解決方案中出現(xiàn)MOSFET故障。
實驗結(jié)果
本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/142700.htm為了驗證UniFET II MOSFET的有效性，用帶混頻全橋逆變器的150 W室內(nèi)HID燈鎮(zhèn)流器進行了實驗。 鎮(zhèn)流器的逆變器電路與圖7所示相同，而且與表2中所應(yīng)用的一樣。 低頻引線由2個IGBT組成，而且其工作頻率范圍為60至120 Hz。 同時，高頻引線由2個MOSFET和4個FRD(2個阻斷FRD和2個續(xù)流FRD)組成，而且其工作頻率范圍為30至110 kHz。 在傳統(tǒng)解決方案中，正向電流流經(jīng)MOSFET和阻斷FRD，而反向電流僅流經(jīng)續(xù)流FRD。
但是，如果僅使用MOSFET，正向和續(xù)流電流都會流經(jīng)MOSFET的溝道或體二極管。 如果體二極管的反向恢復(fù)特性差，而且逆變器在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下工作，則MOSFET最終必然會被過高的反向恢復(fù)電流損壞。
如表1所示，UniFET II Ultra FRFET MOSFET (FDPF8N50NZU)的RDS(on)為1.2Ω，而傳統(tǒng)MOSFET(FQPF9N50C)的RDS(on)為0.85Ω。但是，UniFET II MOSFET的Trr和Irr特性更優(yōu)于傳統(tǒng)MOSFET，而且比FRD也要好。因此，UniFET II Ultra FRFET MOSFET允許去除混頻全橋逆變器中的4個附加FRD，即使是在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM) 下工作。
圖9顯示的是瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的燈電壓和電流，將HID燈描述為具有負電阻系數(shù) – 隨著燈電壓的增大，燈電流會減小。點火后，燈阻抗極低， 因此電壓為最小值。 隨著鎮(zhèn)流器的運行進入穩(wěn)態(tài)，燈電流會減小，而燈電壓會增大。
圖10顯示的是低頻引線的開關(guān)(IGBT)電流。 在瞬態(tài)期間，開關(guān)電流在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)下流動;而在穩(wěn)態(tài)期間，開關(guān)電流在臨界導(dǎo)通模式(CRM)下流動?！ ?/p>
高頻引線的開關(guān)電流如圖11所示。 由于開關(guān)電流在高頻引線中斷斷續(xù)續(xù)地流動，因此在瞬態(tài)期間導(dǎo)通瞬間觀測到直通大電流。 當工作模式從瞬態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)時，直通電流會變小但仍然存在，即使在完全飽和的穩(wěn)態(tài)下。
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