電晶體｜評估篇

逆變電路中開關元件反向恢復特性的重要性 透過雙脈衝測試比較PrestoMOS™與一般SJ MOSFET的損耗（實際測試結果）

2025.05.22

重點

・透過雙脈衝測試可以評估逆變電路中的反向恢復損耗。

・透過對PrestoMOS™和一般SJ MOSFET進行比較，可以確認反向恢復特性出色的PrestoMOS™開關損耗更小。

・這顯示了PrestoMOS™在降低逆變器電路損耗方面的優勢。

針對第三個主題“透過雙脈衝測試比較PrestoMOS™與一般SJ MOSFET的損耗”，我們將根據實際測試結果進行具體說明。

透過雙脈衝測試比較PrestoMOS™與一般SJ MOSFET的損耗（實際測試結果）

圖12為雙脈衝測試電路。透過使低側MOSFET(Q2)導通和關斷（ON/OFF），使Q1中流過續流電流，來測量開關損耗。雙脈衝測試的步驟如下：

  • ① 使Q2導通，電流流過L1，並將電能積蓄在L1中。
  • ② 關斷Q2，使續流電流從L1流向Q1的Body Diode，釋放L1中積蓄的電能（此時測量Q2的關斷損耗）。
  • ③ 在Q1的Body Diode續流過程中，使Q2導通，測量反向恢復電流流過時的導通損耗（用電流探頭和電壓探頭進行測量）。

雙脈衝測試用電路

*關於雙脈衝測試中的測試電路的詳細工作原理，請參閱Tech Web的Si功率元件評估篇“透過雙脈衝測試評估MOSFET的反向恢復特性”，或參閱本系列文章時所參考的應用指南(PDF)。

評估和比較的對象是以高速反向恢復特性著稱的PrestoMOS™ R6030JNx和普通的SJ MOSFETR6030KNx。另外，我們還對其他公司的產品進行了比較評估。圖12的測試電路對應的測試條件如下：

  • (1) 低側開關（高側續流）
  • (2) 閘極驅動電壓VGS：0V to 12V
  • (3) 電源電壓Vin：280Vdc
  • (4) 電感L1：1mH
  • (5) 穩態漏電流ID：2A、4A、6A、8A、10A
  • (6) 閘極電阻RG(on)：根據元件進行變更（為了使導通的di/dt達到100A/μs）

    • ・PrestoMOS™ R6030JNx：60Ω（並聯3個180Ω電阻）
    ・R6030KNx：180Ω

  • (7) 閘極電阻RG(off)：22Ω

圖13為雙脈衝測試中實測獲得的導通時的電流波形，圖14為實測得到的電壓波形。另外，圖15為關斷時的開關電流波形，圖16為電壓波形。這些波形是穩態汲極電流ID為6A時的波形。

導通開關波形（漏電流）,導通開關波形（汲-源電壓）,關斷開關波形（漏電流）,關斷開關波形（汲-源電壓）

可以看出，與R6030KNx相比，PrestoMOS™ R6030JNx（紅線）在導通時的反向恢復電流要小得多，而且反向恢復時間也更短。可見，使用PrestoMOS™ R6030JNx可以大幅減少後述的導通損耗。

接下來是測得的開關損耗結果。圖17為導通時開關所消耗的能量EON，圖18為關斷時開關所消耗的能量EOFF。可以看出，如上面圖13和圖15的開關波形所示，PrestoMOS™ R6030JNx（紅線）的損耗明顯更小。

導通開關損耗,關斷開關損耗

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