簡(jiǎn)化三相逆變器拓撲設計
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MOSFETQ1、Q3和Q5高頻(HF)切換，Q2、Q4和Q6低頻(LF)切換。當一個(gè)低頻MOSFET處于開(kāi)狀態(tài)，而且一個(gè)高頻MOSFET處于切換狀態(tài)時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生一個(gè)功率級。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/329359.htm步驟1)功率級同時(shí)給兩個(gè)相位供電，而對第三個(gè)相位未供電。假設供電相位為L(cháng)1、L2，L3未供電。在這種情況下，MOSFETQ1和Q2處于導通狀態(tài)，電流流經(jīng)Q1、L1、L2和Q4。
步驟2)MOSFETQ1關(guān)斷。因為電感不能突然中斷電流，它會(huì )產(chǎn)生額外電壓，直到體二極管D2被直接偏置，并允許續流電流流過(guò)。續流電流的路徑為D2、L1、L2和Q4。
步驟3)Q1打開(kāi)，體二極管D2突然反偏置。Q1上總的電流為供電電流(如步驟1)與二極管D2上的恢復電流之和。
圖1：三相逆變器拓撲結構圖
圖2所示MOSFET器件的截面圖，顯示出其中的體-漏二極管。在步驟2，電流流入到體-漏二極管D2(見(jiàn)圖1)，該二極管被正向偏置，少數載流子注入到二極管的區和P區。
圖2：MOSFET器件的截面圖，電流流經(jīng)其內部的體二極管
當MOSFETQ1導通時(shí)，二極管D2被反向偏置，N區的少數載流子進(jìn)入P+體區，反之亦然。這種快速轉移導致大量的電流流經(jīng)二極管，從N-epi到P+區，即從漏極到源極。電感L1對于流經(jīng)Q2和Q1的尖峰電流表現出高阻抗。Q1表現出額外的電流尖峰，增加了在導通期間的開(kāi)關(guān)損耗。圖4a描述了MOSFET的導通過(guò)程。
為改善在這些特殊應用中體二極管的性能，研發(fā)人員開(kāi)發(fā)出具有快速體二極管恢復特性MOSFET。當二極管導通后被反向偏置，反向恢復峰值電流Irrm較小，完成恢復所需要的時(shí)間更短(見(jiàn)圖3)。
圖3：具有快速體二極管恢復特性MOSFET，反向恢復峰值電流較小，恢復時(shí)間縮短。
我們對比測試了標準的MOSFET和快恢復MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中，如圖4b所示。在Q1MOSFET(HF)的導通工作期間，開(kāi)關(guān)損耗降低了65%。采用STD5NK52ZD時(shí)效率和熱性能獲得很大提升(在不采用散熱器的自由流動(dòng)空氣環(huán)境下，殼溫從60°C降低到50°C)。在這種拓撲中，MOSFET內部的體二極管用作續流二極管，采用具有快速體二極管恢復特性MOSFET更為合適。
圖4：a)Q2采用標準MOSFET的開(kāi)狀態(tài)操作;b)Q2采用ST公司的STD5NK52ZDMOSFET開(kāi)狀態(tài)操作
SuperFREDmesh技術(shù)彌補了現有的FDmesh技術(shù)，具有降低導通電阻，齊納柵保護以及非常高的dv/dt性能，并采用了快速體-漏恢復二極管。N溝道520V、1.22歐姆、4.4ASTD5NK52ZD可提供多種封裝，包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封裝。
該器件為工程師設計開(kāi)關(guān)應用提供了更大的靈活性。其他優(yōu)勢包括非常高的dv/dt，經(jīng)過(guò)100%雪崩測試，具有非常低的本征電容、良好的可重復制造性，以及改良的ESD性能。此外，與其他可選模塊解決方案相比，使用分立解決方案還能在PCB上靈活定位器件，從而實(shí)現空間的優(yōu)化，并獲得有效的熱管理，因而這是一種具有成本效益的解決方案。
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