提升電源系統可靠性的有效選擇
對于LLC 電路來說死區時間的初始電流為

而LLC能夠實現ZVS必須滿足

而最小勵磁電感為

根據以上3個等式,我們可以通過以下三種方式讓LLC實現ZVS.
第一, 增加Ipk.
第二, 增加死區時間。
第三, 減小等效電容Ceq即Coss.
從以上幾種狀況,我們不難分析出。增加Ipk會增加電感尺寸以及成本,增加死區時間會降低正常工作時的電壓,而最好的選擇無疑是減小Coss,因為減小無須對電路做任何調整,只需要換上一個Coss相對較小MOSFET即可。
5. Infineon CoolMOS CFD系列
Infineon CoolMOS CFD2是Infineon CoolMOS CFD系列的第二代產品也是目前市場上第一顆650V并且帶快恢復二極管的650V高壓MOSFET.
極低的Qrr和trr使得該MOSFET可以輕松的應對LLC硬關斷時各種現象。圖8中是CoolMOS CFD2 Qrr和其他系列的MOS的對比,可以明顯的看見Cool CFD2 (IPW65R080CFD)的Qrr要遠遠低于其他系列。圖9是LLC 電路發生硬關斷的波形比較,此時由于二極管反向恢復所產生的峰值電壓要遠遠小于其他型號MOSFET. 因此CoolMOS CFD2在LLC拓撲電源系統發生啟機,動態負載,過載,短路等異常情況下表現出更高的可靠性。

圖8 CoolMOS CFD2 Qrr和其他系列的MOS的對比
同時我們在圖9中比較了CoolMOS CFD2(IPW65R080CFD)和其他型號同類型的MOSFET的Coss.

圖9 CoolMOS CFD2(IPW65R080CFD)和其他型號同類型的MOSFET的Coss
在Vds電壓高于100V時,CoolMOS CFD2的Coss要比其他的MOSFET小一半左右。
更低的Coss使得LLC更容易實現ZVS,從而進一步提升電源系統效率。

圖10 對比結果
6. 結論
LLC 拓撲廣泛的應用于各種開關電源當中,而這種拓撲在提升效率的同時也對MOSFET提出了新的要求。不同于硬開關拓撲,軟開關LLC諧振拓撲,不僅僅對MOSFET的導通電阻(導通損耗),Qg(開關損耗)有要求,同時對于如何能夠有效的實現軟開關,如何降低失效率,提升系統可靠性,降低系統的成本有更高的要求。英飛凌CoolMOS CFD2系列,具有快速的體二極管,低Coss,高達650V的擊穿電壓,使LLC拓撲開關電源具有更高的效率和可靠性。







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