功率元器件應(yīng)用秘訣,采用專用MOSFET提高效率
然而,實現(xiàn)這種隔離有一些問題,一旦OR-ing二極體插入到電流路徑中,會產(chǎn)生額外的功率損耗并降低效率,產(chǎn)生更多熱源,故須加裝散熱器,導(dǎo)致系統(tǒng)功率密度難以提升。再者,OR-ing須具有軟開關(guān)特性,否則當(dāng)二極體被關(guān)斷時,反向恢復(fù)會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
為克服OR-ing二極體的問題,一直都是採用蕭特基二極體設(shè)計,其與P-N二極體之間的主要差異,就是減小正向電壓降及可忽略的反向恢復(fù)。普通硅二極體的壓降介于0.71.7伏特之間;而蕭特基二極體的正向電壓降在0.20.55伏特之間。當(dāng)以蕭特基二極體做為OR-ing元件使用時,即便具有高洩漏電流,為系統(tǒng)帶來額外的導(dǎo)通損耗,該總體損耗仍會小于硅二極體。
另一個解決方案是以功率MOSFET來取代蕭特基二極體,但須引進(jìn)額外的MOSFET閘極驅(qū)動器,增加系統(tǒng)復(fù)雜性。由于MOSFET的Rds(on)要求很小,因而兩端電壓降會比蕭特基二極體的正向電壓低很多,可稱之為新一代主動OR-ing二極體設(shè)計。
現(xiàn)階段低壓MOSFET的Rds(on)已做到很低;即便採用TO-220或D2封裝,也可以低至幾毫歐姆。舉例來說,快捷的FDS7650採用PQFN56封裝,對于30伏特MOSFET而言,可達(dá)到小于1毫歐姆,當(dāng)OR-ing MOSFET導(dǎo)通時,還可讓電流以任一方向流動。至于在失效情況下,冗余電源提供大電流,因而OR-ing MOSFET須快速關(guān)斷,快捷的PowerTrench MOSFET也可解決此種狀況。
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