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在SMPS应用中如何选择IGBT和MOSFET详细资料比较

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上传日期: 2020-04-14

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资料介绍

标签:smps(50)IGBT(1105)MOSFET(2118)

  开关电源 (Switch Mode Power Supply;SMPS) 的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择,即管和整流器。虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题,但针对特定SMPS应用中的IGBT 和 MOSFET进行性能比较,确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。本文将对一些参数进行探讨,如硬开关和软开关ZVS (零电压转换) 拓扑中的开关损耗,并对和器件特性相关的三个主要功率开关损耗—导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。此外,还通过举例说明二极管没事电影网的恢复特性是决定 MOSFET 或 IGBT导通开关损耗的主要因素,讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。

没事电影网   SMPS的进展

没事电影网   一直以来,离线式SMPS产业由功率半导体产业的功率元件发展所推动。作为主要的功率开关器件IGBT、功率MOSFET和功率二极管正不断改良,相应地也是明显地改善了SMPS的效率,减小了尺寸,重量和成本也随之降低。由于器件对应用性能的这种直接影响,SMPS设计人员必须比较不同半导体技术的各种优缺点以优化其设计。例如,MOSFET一般在较低功率应用及较高频应用(即功率《1000W及开关频率≥100kHz)中表现较好,而 IGBT则在较低频及较高功率设计中表现卓越。为了做出真实的评估,笔者在SMPS应用中比较了来自飞兆半导体的IGBT器件FGP20N6S2 (属于SMPS2系列)和MOSFET器件 FCP11N60(属于SupeET 产品族)。这些产品具有相近的芯片尺寸和相同的热RθJC,代表了功率半导体产业现有的器件水平。

  导通损耗

  除了IGBT的电压下降时间较长外,IGBT和功率MOSFET的导通特性十分类似。由基本的IGBT等效电路(见图1)可看出,完全调节PNP BJT集电极基极区的少数载流子所需的时间导致了导通电压拖尾(voltage tail)出现。
 

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