中心議題：

• 快速恢複MOSFET非常適合於同步整流應用
• 介紹諧振轉換器開關的電路組成和工作原理

解決方案：

• 采用快速恢複MOSFET，減少存儲電荷
• 采用控向二極管隔離MOSFET的體二極管，消除體二極管效應

zainengxiaoguifanheziyuanxingbiaozhundetuidongxia
，xiezhenzhuanhuanqizhujianshoudaoguangfancaiyong，tongshitongbuzhengliushuchujideshejijichuyededaotigao。benwentongguoliangzhongshouyiyukuaisuhuifuMOSFET使用的應用來描述帶有快速恢複體二極管的MOSFET。表麵看來
，采用這類MOSFET的好處局限於那些體二極管為硬開關的應用
，比如硬開關逆變器拓撲。但在諧振轉換器的應用中使用無特殊處理的帶標準恢複二極管的MOSFET會導致失效率很高。此外，快速恢複MOSFET出色的體二極管特性加上高dv/dt特性使其非常適合於同步整流應用。本文將總結為什麼快速恢複MOSFET有如此優勢

，有時甚至在這類應用中必不可少。

諧振轉換器開關
圖1所示為零電壓開關半橋諧振轉換器中MOSFET和體二極管的傳導原理。在這種轉換器中
，電流波形滯後於電壓。假設Q1開通
，Q2關斷。Q1傳導諧振電流。在一定時間之後，由控製環路決定

，Q1關斷。這時，諧振電流流經Q2的體二極管。在負電流期間的某一時刻，Q2導通，減小傳導損耗。當其上電壓為體二極管的正向電壓時(遠小於總線電壓)，Q2導通。這就是有效的零電壓開關。Q2中的諧振電流反向。在一定時間之後

，同樣由控製環路決定，Q2關斷。當大電流流過，且Q2的電壓擺幅接近總線電壓時，這種關斷順序並非低損耗。

 在這種應用中
，顯然沒有體二極管強迫關斷。隻要Q1關斷，Q2的體二極管就導通。當電流方向反向時，Q2的體二極管自然關斷，從而無反向恢複損耗產生。基於這種分析的話
，Q1或Q2使用快速恢複MOSFET沒有什麼意義。首先，它們基於額外的工藝步驟製作，成本更高。其次
，它們的導通阻抗RDS(ON)一般更高。例如，FQPF5N50CF 500V快速恢複MOSFET的室溫最大RDS(ON)為1.55歐姆，而FQPF5N50C標準MOSFET隻有1.4歐姆。但600V SuperFET™係列是例外，它與標準同類產品的RDS(ON)幾乎沒有差別。

移(yi)相(xiang)全(quan)橋(qiao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)在(zai)可(ke)靠(kao)性(xing)方(fang)麵(mian)的(de)問(wen)題(ti)在(zai)九(jiu)十(shi)年(nian)代(dai)後(hou)期(qi)有(you)研(yan)究(jiu)和(he)相(xiang)關(guan)報(bao)道(dao)。研(yan)究(jiu)起(qi)因(yin)在(zai)於(yu)采(cai)用(yong)了(le)這(zhe)些(xie)拓(tuo)撲(pu)的(de)電(dian)源(yuan)失(shi)效(xiao)率(lv)令(ling)人(ren)費(fei)解(jie)地(di)高(gao)。這(zhe)種(zhong)應(ying)用(yong)采(cai)用(yong)帶(dai)有(you)標(biao)準(zhun)恢(hui)複(fu)二(er)極(ji)管(guan)的(de)MOSFET。對標準零電壓開關諧振轉換器進行類似的分析，結果顯示體二極管的特性的確相當重要。

讓我們回到前麵對諧振轉換器開關周期的解釋上
，那隻是簡單假設負電流期間流經Q2的de所suo有you電dian流liu都dou將jiang流liu過guo通tong道dao。但dan實shi際ji上shang體ti二er極ji管guan也ye傳chuan導dao其qi中zhong部bu分fen電dian流liu。當dang電dian流liu反fan向xiang時shi，二er極ji管guan要yao經jing曆li花hua費fei一yi定ding時shi間jian的de正zheng常chang反fan向xiang恢hui複fu過guo程cheng。在zai某mou些xie不bu利li條tiao件jian下xia，當dangMOSFETjiazaigaodianyashi，tierjiguanrengcunchuyoushaoliangdianhe。zaizhongzaishi，daliangdechushitidianhezaitongdaozhongbeixunsuqingchu。qingzaishi
，chushitidianhehenshao

，danqingchuxuyaochangdeduodeshijian。zaimouxieqingkuangxia

，zhezhongshaoliangdianhezuyidaozhiyouMOSFET結構中的寄生雙極型晶體管引起的MOSFET破壞性二次擊穿。由於快速恢複MOSFET的存儲電荷要少得多，清除這些少量電荷也比帶標準體二極管的MOSFET快得多，故而上述問題的嚴重程度得以大大減小。

消除體二極管效應的方法之一是用所謂的控向二極管隔離MOSFET的de體ti二er極ji管guan。這zhe會hui增zeng加jia額e外wai的de組zu件jian成cheng本ben和he占zhan位wei空kong間jian
，並bing增zeng大da傳chuan導dao損sun耗hao，首shou先xian就jiu與yu使shi用yong諧xie振zhen轉zhuan換huan器qi的de初chu衷zhong相xiang悖bei。這zhe種zhong方fang法fa目mu前qian用yong於yu尚shang沒mei有you足zu夠gou快kuai的de快kuai速su恢hui複fuMOSFET可用的諧振轉換器應用中。另一種方法是在MOSFET的de柵zha漏lou極ji之zhi間jian運yun用yong反fan飽bao和he鉗qian位wei。這zhe種zhong方fang法fa會hui增zeng加jia輕qing載zai時shi的de損sun耗hao，但dan可ke減jian少shao體ti二er極ji管guan中zhong的de存cun儲chu電dian荷he。這zhe種zhong鉗qian位wei增zeng加jia了le額e外wai的de成cheng本ben和he空kong間jian開kai銷xiao
，而er且qie在zai溫wen度du過guo高gao時shi實shi現xian相xiang當dang困kun難nan。對dui於yu低didv/dt的係統
，還有第三種方法，即是在體二極管導通之前導通MOSFET。這對移相全橋架構是可行的
，但對半橋和全橋諧振拓撲用處不大，因為存在擊穿的風險。

最好的解決方案是采用快速恢複MOSFET。600V SuperFET™技術顯示，在標準MOSFET和快速恢複MOSFET之間，導通阻抗RDS(ON)幾乎沒有變化。快速恢複MOSFET係列有從11A到47A的大範圍尺寸和封裝的產品。這些器件具有同類最佳RDS(ON)。因此
，在諧振轉換器中使用這些器件有助於提高係統總體效率，同時保持穩健性。

體二極管DV/DT額定值
使用帶有快速恢複體二極管的MOSFET對同步整流器應用非常有益。在大多數應用中，二極管都必需經曆強迫換流(forced commutation)，這會導致二極管和二極管換流開關產生損耗。故快速恢複MOSFET可為這類應用提供超越標準MOSFET的優勢
，因其二極管反向恢複特性更好。

另一個微妙的優勢是

，較之標準體二極管MOSFET
，快速恢複MOSFET的體二極管dv/dt額定值大為提高。在標準MOSFET應ying用yong中zhong
，比bi如ru驅qu動dong鉗qian位wei電dian感gan負fu載zai，當dang器qi件jian導dao通tong時shi首shou先xian是shi電dian流liu增zeng大da，然ran後hou漏lou源yuan電dian壓ya下xia降jiang
，當dang器qi件jian關guan斷duan時shi出chu現xian反fan向xiang過guo程cheng。因yin此ci，當dang通tong道dao導dao通tong時shi，MOSFET隻受dv/dt或電壓變化的影響。在同步整流器應用和某些諧振應用中，在通道關斷時，MOSFET的dv/dt很高。尤其是在同步整流器應用中
，利用驅動電路確保二極管dv/dt額定值不被超過是十分重要的，否則可能導致破壞性的二次擊穿。

相比標準同類器件
，快速恢複MOSFET一般都具有更高的二極管dv/dt額定值。例如，FQP44N10F 100V FRFET™快速恢複MOSFET的二極管dv/dt額定值為15V/ns，而FQP44N10標準平麵型MOSFET僅為6V/ns。

對於600V的諧振應用，這種提高就更為顯著。FCB20N60F FRFET™SuperFET™的二極管dv/dt額定值為50V/ns，但標準FCB20N60的隻有4.5V/ns。這兩款器件均具有190毫歐的室溫額定導通阻抗RDS(ON)。