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

在zai能neng效xiao規gui範fan和he自zi願yuan性xing標biao準zhun的de推tui動dong下xia
，諧xie振zhen轉zhuan換huan器qi逐zhu漸jian受shou到dao廣guang泛fan采cai用yong，同tong時shi同tong步bu整zheng流liu輸shu出chu級ji的de設she計ji基ji礎chu也ye得de到dao提ti高gao。本ben文wen通tong過guo兩liang種zhong受shou益yi於yu快kuai速su恢hui複fuMOSFET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Q2desuoyoudianliudoujiangliuguotongdao。danshijishangtierjiguanyechuandaoqizhongbufendianliu。dangdianliufanxiangshi
，erjiguanyaojinglihuafeiyidingshijiandezhengchangfanxianghuifuguocheng。zaimouxiebulitiaojianxia，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MOSFETdetierjiguan。zhehuizengjiaewaidezujianchengbenhezhanweikongjian，bingzengdachuandaosunhao
，shouxianjiuyushiyongxiezhenzhuanhuanqidechuzhongxiangbei。zhezhongfangfamuqianyongyushangmeiyouzugoukuaidekuaisuhuifuMOSFET可用的諧振轉換器應用中。另一種方法是在MOSFETdezhaloujizhijianyunyongfanbaoheqianwei。zhezhongfangfahuizengjiaqingzaishidesunhao
，dankejianshaotierjiguanzhongdecunchudianhe。zhezhongqianweizengjialeewaidechengbenhekongjiankaixiao，erqiezaiwenduguogaoshishixianxiangdangkunnan。duiyudidv/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)。