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同步整流器中MOSFET的双向导电特性和整流损耗研究
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【电力专业毕业论文】摘要:该文从理论和实验上研究了MOSFET的双向导电特性,得出了完整的双向漏源电压电流特性曲线,为MOSFET在同步整流中的实际应用奠定了理论基础。同步整流效率取决于MOSFET整流损耗,为此,该文基于MOSFET的等效损耗模型,深入研究了MOSFET整流损耗与其参数、栅极驱动电压和开关工作频率的相互关系,得到MOSFET同步整流效率曲线。此外,文中还对输出大电流时MOSFET整流损耗和肖特基二极管整流损耗进行了比较,提出了大电流运行时多管MOSFET并联整流方式。该文的工作对同步整流器中开关频率、栅极驱动电压、单管或多管并联运行方式的选择具有实际指导意义。 关键词:同步整流;金属氧化物半导体场效应晶体管;双向 导电;功率损耗 1 引言 随着计算机、通信技术的发展,低电压大电流开关电源成为目前一个重要的研究课题。在低电压大电流功率变换器中,传统的普通二极管或肖特基二极管整流方式,由于整流二极管的正向导通压降大,整流损耗成为变换器的主要损耗,已无法满足低电压大电流开关电源高效率、小体积的需要。 MOSFET导通电阻低、开关时间短、输入阻抗高,成为低电压大电流功率变换器首选的整流器件。根据MOSFET的控制特点,产生了同步整流这一新型的整流技术。然而,同步整流要求MOSFET具有双向导电特性。但是,对于MOSFET的导电特性,大多数文献,包括国内的参数和互换手册[1]、国外著名公司的数据手册[2]等,均仅给出MOSFET的单向导电特性曲线。大多数的应用研究,也都是利用了MOSFET的单向导电特性。对于MOSFET的双向导电特性,鲜有文献详细介绍,更没有实验的范例和证明。 同步整流器的效率取决于MOSFET整流损耗的大小,但MOSFET的整流损耗分析比较复杂,它既与其等效模型的参数有关,又与栅极驱动电压、开关频率有关。当开关频率很高(1 MHz以上)、栅极驱动电压较大时, 驱动损耗明显增加,这时,MOSFET并联同步整流效率,因而必须考虑采用
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