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QRR:在效率战中被忽视和低估

星星科技指导员 来源:安世半导体 作者:安世半导体 2023-02-13 09:47 次阅读

选择MOSFET作为高效、低成本的电源?不要忘记检查数据表的底部,因为通常在那里您可以找到 Qrr 规范。

作为设计人员,如何选择合适的 MOSFET 来开关电源?当然,它必须具有正确的电压和电流额定值。效率也很重要,所以你检查它的RDS(开启)也许还有一些动态参数,如栅极电荷和各种电容。它需要适合你的设计,所以你看看它有多大,它是什么包装。

但是,您是否曾经让您的眼睛徘徊到数据表的底部来考虑 Qrr?不?也许是时候了。

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影响您的效率

Qrr或反向恢复电荷是当二极管正向偏置时,在MOSFET体二极管的PN结中积累的电荷。在大多数应用中,电流在每个开关周期流过体二极管两次,导致电荷积聚。该电荷后来分散在MOSFET内部或作为额外电流通过高端MOSFET会导致系统损耗。

尖尖的性格

这种额外的电流(称为IRR)可能会产生其他影响。例如,通过与PCB的寄生电感相互作用,导致漏源电压(VDS)出现尖峰。这些尖峰可以通过良好的PCB设计(如果您意识到可能存在问题)和选择低Qrr MOSFET来减少。如果不采取这些预防措施,最终可能不得不使用更高电压等级(因此更昂贵)的MOSFET。

效率更低

但这仍然留下了一个问题。漏极引脚上的尖峰可以电容耦合到栅极引脚,从而导致所谓的“栅极反弹”。如果该栅极反弹高于 MOSFET 的阈值电压,则 MOSFET 可以在应该关断时导通。当高端和低端 MOSFET 同时导通时,电源轨之间会产生直通电流,从而导致重大功率损耗并可能损坏 MOSFET。

QRR很重要!

尽管如此,QRR通常没有得到系统设计人员和MOSFET供应商应有的关注。如果您查看 RDS(on) 介于 100 和 4 mΩ 之间的 8 V MOSFET,您会发现 Qrr 值比我们自己的一些 NextPower 130 V 器件高 300% 至 100% 的产品

LFPAK56 TO220 I2PAK
PSMN6R9-100YSF PSMN8R5-100PSF PSMN6R9-100YSF
PSMN8R7-100YSF PSMN018-100平方呎 PSMN018-100ESF

这有多重要?为了找到答案,我们对特定应用中的特定晶体管类型进行了仿真。结果表明,将Qrr增加2倍会使电压尖峰增加8%,效率降低5%(对于5 A负载电流)。

审核编辑:郭婷

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