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COOLMOS-Super Junction MOS-超结MOS-英飞凌

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发表于 2019-11-28 20:18:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

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COOLMOS在电源上应用的优点总结
1、通态阻抗小,通态损耗小。
由于SJ-MOS的Rdson远远低于VDMOS,在系统电源类产品中SJ-MOS的导通损耗必然较之VDMOS要减少的多。其大大提高了系统产品上面的单体MOSFET的导通损耗,提高了系统产品的效率,SJ-MOS的这个优点在大功率、大电流类的电源产品产品上,优势表现的尤为突出。

2、同等功率规格下封装小,有利于功率密度的提高。
      首先,同等电流以及电压规格条件下,SJ-MOS的晶源面积要小于VDMOS工艺的晶源面积,这样作为MOS的厂家,对于同一规格的产品,可以封装出来体积相对较小的产品,有利于电源系统功率密度的提高。
其次,由于SJ-MOS的导通损耗的降低从而降低了电源类产品的损耗,因为这些损耗都是以热量的形式散发出去,我们在实际中往往会增加散热器来降低MOS单体的温升,使其保证在合适的温度范围内。由于SJ-MOS可以有效的减少发热量,减小了散热器的体积,对于一些功率稍低的电源,甚至使用SJ-MOS后可以将散热器彻底拿掉。有效的提高了系统电源类产品的功率密度。

3、栅电荷小,对电路的驱动能力要求降低。
传统VDMOS的栅电荷相对较大,我们在实际应用中经常会遇到由于IC的驱动能力不足造成的温升问题,部分产品在电路设计中为了增加IC的驱动能力,确保MOSFET的快速导通,我们不得不增加推挽或其它类型的驱动电路,从而增加了电路的复杂性。SJ-MOS的栅电容相对比较小,这样就可以降低其对驱动能力的要求,提高了系统产品的可靠性。

4、节电容小,开关速度加快,开关损耗小。
由于SJ-MOS结构的改变,其输出的节电容也有较大的降低,从而降低了其导通及关断过程中的损耗。
同时由于SJ-MOS栅电容也有了响应的减小,电容充电时间变短,大大的提高了SJ-MOS的开关速度。对于频率固定的电源来说,可以有效的降低其开通及关断损耗。提高整个电源系统的效率。这一点尤其在频率相对较高的电源上,效果更加明显。

COOLMOS系统应用可能会出现的问题
1、EMI可能超标。
由于SJ-MOS拥有较小的寄生电容,造就了超级结MOSFET具有极快的开关特性。因为这种快速开关特性伴有极高的dv/dt和di/dt,会通过器件和印刷电路板中的寄生元件而影响开关性能。对于在现代高频开关电源来说,使用了超级结MOSFET,EMI干扰肯定会变大,对于本身设计余量比较小的电源板,在SJ-MOS在替换VDMOS的过程中肯定会出现EMI超标的情况。

2、栅极震荡。
功率MOSFET的引线电感和寄生电容引起的栅极振铃,由于超级结MOSFET具有较高的开关dv/dt。其震荡现象会更加突出。这种震荡在启动状态、过载状况和MOSFET并联工作时,会发生严重问题,导致MOSFET失效的可能。

3、抗浪涌及耐压能力差。
    由于SJ-MOS的结构原因,很多厂商的SJ-MOS在实际应用推广替代VDMOS的过程中,基本都出现过浪涌及耐压测试不合格的情况。这种情况在通信电源及雷击要求较高的电源产品上,表现的更为突出。这点必须引起我们的注意。

4、漏源极电压尖峰比较大。
     我司MOSFET目前使用的客户主要是反激的电路拓扑,由于本身电路的原因,变压器的漏感、散热器接地、以及电源地线的处理等问题,不可避免的要在MOSFET上产生相应的电压尖峰。针对这样的问题,反激电源大多选用RCD SUNBER电路进行吸收。由于SJ-MOS拥有较快的开关速度,势必会造成更高的VDS尖峰。如果反压设计余量太小及漏感过大,更换SJ-MOS后,极有可能出现VD尖峰失效问题。

5、纹波噪音差。
由于SJ-MOS拥有较高的dv/dt和di/dt,必然会将MOSFET的尖峰通过变压器耦合到次级,直接造成输出的电压及电流的纹波增加。甚至造成电容的温升失效问题的产生。
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发表于 2019-11-28 20:19:35 | 显示全部楼层
EMI辐射非常差,不是可能变差
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