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提供低损耗大功率的MOSFET

Camilo Quintáns Gra?a 与 Jorge Marcos Acevedo?? 西班牙维戈市维戈大学?? 2011年07月31日 ?? 收藏0

  硅功率二极管的PN结通常有大约1.2V的压降。这个压降使得功率二极管上消耗了相当的能量,从而造成电源效率的损失。对于一个有120W电源和24V标称电压的太阳能板,一个防止回流的二极管可能产生6W功率损失,或相当于受控能量的5%。此外,为二极管散热而开发一个冷却系统的成本也可能产生问题。

  本例给出了一个更经济的方案,它用一个工作在开关模式的MOSFET晶体管,代替了传统的功率二极管。图1显示了采用一只MOSFET晶体管Q1的整流电路,MOSFET管在on状态下有低的漏-源电阻。电路中,V2代表一个36V的交流电源。负载包括9Ω电阻RL和25 mH线圈L1。当电源正极高于漏极电压负极时,比较器IC1产生Q1的栅极电压。因此,源极作为整流器的正极,而漏极则作为负极。电路利用了沿晶体管源-漏方向传导电流的能力。

  Q1导通实际上缩小了衬底与漏极之间的寄生二极管,从而尽量减少了功耗。当栅-源电压为低时,Q1及其寄生二极管均关断。二极管D1 和电阻R1 用于限制比较器两输入端上的电压。

  图2给出了负载电压以及整流器Q1 上的压降。图3表示整流器的正常工作情况,其中,最大负载电流2.65A时,压降为33 mV;Q1 工作在欧姆区。反之,如果采用MOSFET,则压降变为629 mV,获得最大连续功率为1.66W(图4)。

  这种方案可用于有任意数量二极管的任何类型整流器。此外,本电路可以用于DC/DC和DC/DC转换器,因为当在桥电路中使用功率MOSFET时,它们可以同时传导有功电流和无功电流。这个方案避免了在MOSFET中使用衬底-漏极寄生二极管的要求。


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低损耗大功率? MOSFET?

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