【導讀】在逆變器電路中，開關器件的反向恢複時間trr（Reverse recovery time）特性對損耗的影響很大。在這裏
，我們將使用“ROHM Solution Simulator”的“Power Device Solution Circuit”進行仿真
，以確認trr對逆變器電路的影響。

逆變器電路的優化

●    在選擇逆變器電路中的開關器件時，要選擇trr小的產品，這一點很重要。

●    如果逆變器電路中的開關器件的trr大，則開關損耗會增加。

●    如果逆變器電路中的開關器件是MOSFET，請仔細確認內部二極管的trr特性。

01 反向恢複時間trr對逆變器電路的影響

在逆變器電路中，開關器件的反向恢複時間trr（Reverse recovery time）特性對損耗的影響很大。在這裏，我們將使用“ROHM Solution Simulator”的“Power Device Solution Circuit”進行仿真，以確認trr對逆變器電路的影響。

02 仿真所用的逆變器電路

作為示例，我們使用上一篇文章中給出的Power Device Solution Circuit一覽表中的逆變器電路“B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW”（圖1）。更改該逆變器電路的開關器件（黃色框）並進行仿真，以確認trr的影響。

圖1：Power Device Solution Circuit逆變器電路B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW

03 trr特性在逆變器電路中的重要性

圖2顯示了圖1的逆變器電路中開關時的電流路徑。

在逆變器電路中
，為了調整供給的功率

，通過PWM和PFM等的控製，使High side（高邊）和Low side（低邊）的器件交替ON/OFF。圖2中的①～⑤表示其工作過程，並反複進行該工作過程。

著眼點在於從④到⑤的工作中，由於反向恢複電流在High side從OFF變為ON的時間點流過Low side的內部二極管
，因此
，直通電流會從High side流向Low side（紅色所示）。

圖2：開關時的電流路徑

該反向恢複電流對續流側器件（Low side）本身的損耗影響很小，但如圖3所示，對於開關側器件（High side）
，由於在VDS變化之前這種反向恢複電流會疊加在正常的開關電流中
，從而會造成非常大的導通損耗。因此
，在逆變器電路中，要選擇trr小的開關器件，這一點很重要。

圖3：開關側器件（High side）的導通波形示例以及trr的大小與開關損耗之間的關係

04 trr特性差異帶來的開關損耗比較

圖4是在圖1的逆變器電路中
，使用麵向普通開關應用的超級結MOSFET R6047KNZ4作為開關器件時，以及使用以內置二極管的高速trr著稱的PrestoMOS™ R6050JNZ4時（圖1的黃色框）的開關損耗和開關波形仿真結果。

圖4：不同trr特性的開關器件的開關損耗和波形比較（仿真）

如仿真波形所示
，由於trr特性的差異，導通損耗存在顯著差異。與R6047KNZ4相比，內部二極管具有高速trr特性的R6050JNZ4的導通損耗降低至約1/5。順便提一下，R6047KNZ4的內部二極管的trr為700ns（Typ.）
，R6050JNZ4為120ns（Typ.），不到1/5。

此外，在分析整個逆變器電路工作期間開關器件（MOSFET）的損耗時，如圖5所示
，可以看出trr對損耗具有很大影響。

圖5：普通開關MOSFET和高速trr MOSFET的損耗分析

根據該結果，可以說在選擇逆變器電路中的開關器件時，要選擇內部二極管具有高速trr的產品，這一點很重要。

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