提供低損耗大功率的MOSFET
關鍵字:電源
硅功率二極管的PN結通常有大約1.2V的壓降。這個壓降使得功率二極管上消耗了相當的能量,從而造成電源效率的損失。對于一個有120W電源和24V標稱電壓的太陽能板,一個防止回流的二極管可能產生6W功率損失,或相當于受控能量的5%。此外,為二極管散熱而開發一個冷卻系統的成本也可能產生問題。
本例給出了一個更經濟的方案,它用一個工作在開關模式的MOSFET晶體管,代替了傳統的功率二極管。圖1顯示了采用一只MOSFET晶體管Q1的整流電路,MOSFET管在on狀態下有低的漏-源電阻。電路中,V2代表一個36V的交流電源。負載包括9Ω電阻RL和25 mH線圈L1。當電源正極高于漏極電壓負極時,比較器IC1產生Q1的柵極電壓。因此,源極作為整流器的正極,而漏極則作為負極。電路利用了沿晶體管源-漏方向傳導電流的能力。
Q1導通實際上縮小了襯底與漏極之間的寄生二極管,從而盡量減少了功耗。當柵-源電壓為低時,Q1及其寄生二極管均關斷。二極管D1 和電阻R1 用于限制比較器兩輸入端上的電壓。
圖2給出了負載電壓以及整流器Q1 上的壓降。圖3表示整流器的正常工作情況,其中,較大負載電流2.65A時,壓降為33 mV;Q1 工作在歐姆區。反之,如果采用MOSFET,則壓降變為629 mV,獲得較大連續功率為1.66W(圖4)。
這種方案可用于有任意數量二極管的任何類型整流器。此外,本電路可以用于DC/DC和DC/DC轉換器,因為當在橋電路中使用功率MOSFET時,它們可以同時傳導有功電流和無功電流。這個方案避免了在MOSFET中使用襯底-漏極寄生二極管的要求。
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