文章详情

  1. 您现在的位置:首页
  2. 资讯中心
  3. 行业资讯
  4. 详情

DC-DC变换器开关损耗对比简要分析

DC-DC变换器目前有软开关和硬开关两种不同的启动运行方式,而MOS和IGBT在硬开关的前提下其开关损耗也是各有不同的。下面我们就分别从硬开关前提下的开通和关断两种情况入手,来看一下MOS和IGBT的损耗对比。

首先我们来看一下当DC-DC转换器处于硬开关条件下时,MOS和IGBT在开通损耗方面的不同之处。由于MOSFET 的输出电容大,器件处于断态时,输入电压加在输出电容上,输出电容储存较大能量。在相继开通时这些能量全部消耗在器件内,开通损耗大。器件的开通损耗和输出电容成正比,和频率成正比和输入电压的平方成正比。而IGBT 的输出电容比MOSFET小得多,断态时电容上储存的能量较小,故开通损耗较小。

接下来我们来看一下,在关断损耗方面MOS和IGBT两种开关的损耗情况。在该条件下,MOSFET 属单极型器件,可以通过在施加栅极反偏电压的方法,迅速抽走输入电容上的电荷,加速关断,使MOSFET 关断时电流会迅速下降至零,不存在拖尾电流,故关断损耗小。而IGBT 由于拖尾电流不可避免,且持续时间长(可达数微秒),故关断损耗大。

综合对MOS和IGBT开通、关断情况下的损耗分析可以得出,在DC-DC变换器处于硬开关的前提条件下,MOSFET的开关损耗主要是由开通损耗引起,而IGBT则主要是由关断损耗引起。因此使用MOSFET作为主开关器件的电路,应该使转换器工作于ZVS条件下,这样在器件开通前,漏极和源极之间的电压先降为零,输出电容上储存能量很小,可以大大降低MOSFET的开通损耗。而使用IGBT作为主开关器件的电路,应该使转换器工作于ZCS条件下,这样在器件关断前,流过器件的电流先降为零,可以大大降低因拖尾电流造成的关断损耗。