低压MOSFET逆变器应用

设计已知条件：Vin_min:=10

Vin_max:=14

110

Po:=2000 Vo:=

fsw_min:=45 103 开关周期： t:=

1

η

Io:=

Po

=18.182Vo

:=0.8

fsw_min

=2.222×10 5

最大占空比计算： ton:=0.5 t=1.111×10 5

由于在推挽电路中，需要死区时间，避免两MOSFET同时导通，所以最大占空比小于0.5：

ton

Dmax:=0.9 =0.45

t

输入功率：

Pi:=

Po

η

=2.5×103

最大输入平均电流：

Ii_ave:=

PiVin_min

=250

最大输入峰值电流：

Ii_ave

Ipft:==277.778

2Dmax

最大输入有效值电流：

Ii_rms:=Ipft 2 Dmax=263.523最大MOSFET有效值电流：

Imos_rms:=Ipft Dmax=186.339MOSFET最小耐压值：

Vmosfet_max:=1.3 2 Vin_max=36.4

上述MOSFETT电流及电压压的参数为设设计人员根据据理论计算的的结果，实际际应用中根据MOSFFET的功率及及所设计产品品的功率，以以及调试过程程中的实际情况有一定的差差异。而对于于MOSFFET 电流及电电压参数，为为了提高产品品的可靠性及及延长产品的的使用寿命，一般会采用降额的设设计方式。高高端的产品依依照IPC-95922文件，对不不同类型的元元器件进行降降额。如：正常工作时时，MOSFET的漏源电压为的为MOSFET额定定电压的80%%～90%，瞬态态工作时漏源源两端电压要求不超过过MOSFET额定定电压的1000%，MOSFET的电流为特定的定温度下MOSSFET电流的75%～90%，瞬态工作作时电流要求求不超过MOSFFET额定电流流的90%。

M损 损耗一、逆变器MOSFET

Cgss、Cgd、Cdds的推导：

因为为 Ciss=Cgs++Cgd,Coss=CCgd+Cds,Crss=Cgd 所以以 Cgd=Crss,Cgs=Ciss-CCrss,Cds=Coss-Crss MOOSFET导通损损耗：

于下式中的RRds(on)为正温度系数，实

实际取值时，，以实际工作作的温度点所所对用的Rds(on)为准。由于 并非

非MOSFET规格格书25度所对对应的Rds(onn)值。

其中中Dmax为最大大占空比 MOOSFET

开关损损耗：

下述述计算公式的的MOSFET开启及关闭时间tcross_turnnon、tcrosss_turnoff与与MOSFET 的驱驱动电阻、输输入电容Cisss、Cgd以及驱驱动电压的大大小等参数有有关。 (1) MOSFET开启损耗开

关 (2) MOSFET关断损耗

MO

OSFET Cds损耗：

MOOSFET

驱动损损耗：

二、MOSFETT漏源电压引力

PCB走MOSFET漏源源两端电压在在实际工作过过程中的影响响一般由输入电压、走线布局和变变压器漏感感的大小（漏漏感越大，MOOSFET关断时时的尖峰电压压越高）所决定。 抑制制MOSFET尖峰峰电压的措施施： 1、 减小变压器漏漏感

变压器的漏漏感一般要求求设计为变压器感量的5%%左右，减小变压器的漏感感可以有效的的降低MOSFETM关断时时漏源两端的的尖峰电压引引力。一般传传统绕制变压压器方式采用 “三明治”的方法，即先原边，再副边，然后后再原边。考考虑到漏感、磁芯的损耗耗、变压器导导线的损耗、层间的耦耦合及安规距距离等因素，也可以采用其他折中的办办法绕制。2、 增加MOSFETT缓冲吸收电电路

由于在MOSFFET的开关过过程中有过电电压、过电流流的产生，因因此，合适的的吸收保护电路是要的，特别是是MOSFET 关断断时，实际应应用中MOSFEET漏源电压引引力要求小于于MOSFET的额定必要击穿穿电压。

加入由Rs和Cs构成的的吸收电路后，可以进一步步降低MOSFET关断时的的尖峰电压。吸收电阻阻选择的原则则，是在最小导通时间时，，仍能使电容容上的电压放放电完毕，而而吸收电容在吸收电阻阻功耗许可范范围内尽量取取大，但是电容容取太大会降降低产品的效效率，需要折折中处理，可明显可改善善电压波形。有些设计也也在主开关器

件两端并联RCD网络。

三、 逆变器MOSFET并联特性

1、静态均流

静态是指功率MOSFET已经结束其开通并进入稳定导通的工作状态。影响静态电流分配的主要因素是功率MOSFET的导通电阻RDS(ON),当并联连接的各器件导通电阻RDS(ON)不匹配时流过的电流按各自的通态电阻值成反比例分配，即在通态电阻最小的器件流过最大的电流，造成静态漏极电流的不均衡。 2、 动态均流

功率MOSFET动态电流不仅指开通和关闭器件的电流，还指窄脉冲和占空比小的峰值电流。影响动态均流的因素有跨导Gm、开启阀值电压VGS(TH)、通态电阻RDS(ON)和开关速度。因此，在实际应用MOSFET时，元器件的参数分散性尽可能小，特别是转移特性最好一致，这样跨导Gm和开启阀值电压VGS(ON)相同，栅源电压变化时，保证器件开关通过线性区时不会有局部电流不平衡而导致个别元件过载损坏。

四、逆变器MOSFET并联均流改善措施

1、 元件参数的选择

影响MOSFET均流的参数是跨到Gm,栅源阀值电压VGS(ON),输入电容Ciss和通态电阻RDS(ON)

等参数，所以在选择并联元件时，尽量选取上述参数一致的元件并联。

2、 PCB Layout布局

所有并联元件的驱动线路尽量做到完全对称，所有的连线必须一样长，而且尽量加粗和缩短走线，栅极驱动电阻尽量靠近MOSFET的栅极引脚。

3、 热特性的耦合

并联各MOSFET元器件之间的热特性耦合要求一致，将并联元件MOSFET放置在同一散热器装置上，保证热特性一致。 …… 此处隐藏：623字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……