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【R课堂】SiC MOSFET(12)反向恢复时间trr的影响

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反向恢复时间trr对逆变器电路的影响
在逆变器电路中,开关器件的反向恢复时间trr(Reverse recovery time)特性对损耗的影响很大。在这里,我们将使用“ROHM Solution Simulator”的“Power Device Solution Circuit”进行仿真,以确认trr对逆变器电路的影响。

仿真所用的逆变器电路
作为示例,我们使用上一篇文章中给出的Power Device Solution Circuit一览表中的逆变器电路“B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW”(图1)。更改该逆变器电路的开关器件(黄色框)并进行仿真,以确认trr的影响。

图1:Power Device Solution Circuit逆变器电路B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW

图1:Power Device Solution Circuit逆变器电路B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW
图1:Power Device Solution Circuit逆变器电路B-6. 3-Phase 3-Wire Inverter Vo=200V Po=5kW

trr特性在逆变器电路中的重要性
图2显示了图1的逆变器电路中开关时的电流路径。
在逆变器电路中,为了调整供给的功率,通过PWM和PFM等的控制,使High side(高边)和Low side(低边)的器件交替ON/OFF。图2中的①~⑤表示其工作过程,并反复进行该工作过程。
着眼点在于从④到⑤的工作中,由于反向恢复电流在High side从OFF变为ON的时间点流过Low side的内部二极管,因此,直通电流会从High side流向Low side(红色所示)。

图2:开关时的电流路径

图2:开关时的电流路径
图2:开关时的电流路径

该反向恢复电流对续流侧器件(Low side)本身的损耗影响很小,但如图3所示,对于开关侧器件(High side),由于在VDS变化之前这种反向恢复电流会叠加在正常的开关电流中,从而会造成非常大的导通损耗。因此,在逆变器电路中,要选择trr小的开关器件,这一点很重要。

图3:开关侧器件(High side)的导通波形示例 以及trr的大小与开关损耗之间的关系 ... ...

图3:开关侧器件(High side)的导通波形示例 以及trr的大小与开关损耗之间的关系 ... ...
图3:开关侧器件(High side)的导通波形示例 以及trr的大小与开关损耗之间的关系

有奖问答:R6047KNZ4相比,内部二极管_________的导通损耗降低至约1/5。
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