功率MOSFET并联均流问题研究
对频率为MHz级情况下功率MOSFET并联均流问题进行了研究,详细分析了影响功率MOSFET并联均流诸因素。通过Q轨迹把器件参数和外围电路联系起来,得出较大的Q值和适当的Ls/Lx有利于并联均流。大量的仿真和小功率实验结果均表明该方法的正确性。
关键词:功率MOSFETS;多管并联;高频;Q轨迹
引言
1 影响功率MOSFET并联均流的因素
1.1 内部参数对并联均流的影响
图2
2 Q值对并联均流的影响
从图1中实线可以看出,Q值越大,换向时间越短,开通损耗越低但关断损耗增大;从图1中虚线可以看出在线路中引入源极电感,器件的开关轨迹发生很大变化,开通损耗增加而关断损耗减小。在高频情况下,器件的开关时间和开关损耗对整个系统效率的提高至关重要。从上面的分析可知器件理想的工作条件应该是在相对较高的Q值下。以下基于不同Q值,通过仿真软件PSPICE分析外围线路中各种寄生参数对并联均流的影响。
图3
2.2 Q值对双管并联均流影响的仿真分析
从图4可以看出,引入源极电感Ls,并联不均流得到改善,但Ls越大器件关断时间越长。在设计中,并联器件源极电感保持一致是必须的,寻找最优的Ls(即Ls/Lx)使得并联均流特性最好。表1为阈值电压Vth相差10%,其它参数均一致情况下,分别取不同Q和Ls/Lx,器件开通和关断过程中电流不均衡的仿真分析结果。其中Δi=iD1-iD2,为并联两管漏电流相差最大处的差值。
表1 内部特性参数不一致下,Q和Ls/Lx不同对器件动态电流分布的影响
3 实验验证
2)使Rg=10.0Ω,其它条件不变,漏极电流iD波形如图6所示。
4 结语
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