談到效率,它是一個(gè)非常重要的話題。效率一般指工作產(chǎn)出與投入之比,通俗地講就是在進(jìn)行某任務(wù)時(shí),取得的成績(jī)與所用時(shí)間、精力、金錢等的比值。產(chǎn)出大于投入,就是正效率,產(chǎn)出小于投入,就是負(fù)效率。提高工作效率就是要求正效率值不斷增大,效率越高,產(chǎn)生的價(jià)值就越大。對(duì)于電路系統(tǒng)來(lái)說(shuō),工作效率是極其重要的,它可以用來(lái)評(píng)定系統(tǒng)的能力。尤其是功率應(yīng)用電路中,產(chǎn)出要大于投入,就要求電路系統(tǒng)具有極高的效率轉(zhuǎn)換率。
功率應(yīng)用電路現(xiàn)狀:
功率開關(guān)應(yīng)用電路有很多應(yīng)用場(chǎng)景,包括光伏逆變器和HID燈鎮(zhèn)流器的所有相關(guān)方面和電信及服務(wù)器的電源。這些應(yīng)用的設(shè)計(jì)師們正面臨著持續(xù)改進(jìn)性能的壓力,同時(shí)也需要降低電路板大小并確??煽窟\(yùn)行。
以太陽(yáng)能電池板中使用的光伏電池為例。由于這一市場(chǎng)的發(fā)展日趨成熟,市場(chǎng)對(duì)于更緊湊、更高效電子的需求日益增加,保證從太陽(yáng)獲取的每一毫瓦的能源都能用于負(fù)載。逆變器是每個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。光伏逆變器將光伏電池陣列產(chǎn)生的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂挟?dāng)?shù)鼐€路電壓和頻率的交流電,準(zhǔn)備送入電網(wǎng),或是用于供給離線電網(wǎng)。我們也提供只連接一個(gè)面板的微逆變器,以確保任何面板的降額輸出(可能因?yàn)殛幪旎蛳卵┎粫?huì)導(dǎo)致對(duì)于整體陣列輸出產(chǎn)生不成比例的影響。逆變器設(shè)計(jì)師通常面臨一些看似矛盾的要求,比如提高性能和最大限度減少損耗,減小外形尺寸并確??煽啃?。
問(wèn)題出現(xiàn)在哪里?
功率開關(guān)應(yīng)用電路的基本元件主要有MOSFET和快速恢復(fù)二極管。MOSFET和恢復(fù)二極管對(duì)于采用全橋或零電壓開關(guān)/相移拓?fù)涞碾娦藕头?wù)器電源、全橋電機(jī)控制系統(tǒng)、不間斷電源、和高強(qiáng)度放電鎮(zhèn)流器(HID)燈而言也非常重要。功率MOSFET是針對(duì)所有這些設(shè)計(jì)的典型首選開關(guān)技術(shù),因?yàn)樗商峁┖?jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)選項(xiàng),可在高電壓和高頻率條件下進(jìn)行高效切換。在大多數(shù)此類應(yīng)用中,額定值600V通常是作為保證安全處理高電壓瞬變的充分上限范圍。
顯而易見(jiàn),如果MOSFET的效率不夠高,器件本身?yè)p耗比較大的話,那么整個(gè)電路系統(tǒng)的效率和壽命也不會(huì)很高。對(duì)于希望消費(fèi)產(chǎn)品的使用壽命大于典型使用壽命的系統(tǒng)而言,MOSFET可靠性也是非常重要的考慮因素。舉例而言,光伏逆變器或工業(yè)電機(jī)控制系統(tǒng)有望持續(xù)使用10、15或20年(或更久)。另外,對(duì)于器件的要求可能還包括在極端溫度下(例如在惡劣的工業(yè)環(huán)境中)保持良好的性能,或在所有氣候條件下都能保持穩(wěn)定的輸出。
如何解決問(wèn)題?
仔細(xì)選擇適當(dāng)?shù)腗OSFET器件就能提供解決所有這些問(wèn)題的巨大優(yōu)勢(shì)。通過(guò)最大限度降低MOSFET損耗(大體上分為傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗),有助于提高整體效率。
采用東芝DTMOSIV超級(jí)結(jié)MOSFET來(lái)解決這些問(wèn)題
東芝電子元件及存儲(chǔ)裝置株式會(huì)社推出了基于第四代600V系統(tǒng)超級(jí)結(jié)(Super Junction)MOSFET"DTMOSIV"系列的高速二極管。新系列采用最新的單外延工藝打造,其每單位面積導(dǎo)通電阻(RDS(ON)? A)較現(xiàn)有產(chǎn)品降低了約30%,處于業(yè)界領(lǐng)先水平。另外,高速寄生二極管的反向恢復(fù)時(shí)間約為現(xiàn)有產(chǎn)品的三分之一,降低了MOSFET損耗并有助于提高電路整體功效。
如何來(lái)實(shí)現(xiàn)?
以往,功率MOSFET常常因?yàn)楦行载?fù)載的反向電流導(dǎo)致器件損壞。因?yàn)镸OSFET在高頻率下進(jìn)行開關(guān),所以需要使用快速恢復(fù)二極管(FRD),它們的特性也有助于提高效率。更快速的FRD反向恢復(fù)時(shí)間(trr)有助于最大限度減少開關(guān)損耗。
東芝的最新第四代超級(jí)結(jié)DTMOSIV技術(shù),使得它能將快速恢復(fù)二極管集成至MOSFET封裝內(nèi)部,在保持與前一代MOSFET具有相同封裝尺寸的同時(shí)還節(jié)省了空間,減少了組件數(shù)量,有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和精簡(jiǎn)庫(kù)存。東芝的DTMOSIV工藝基于深槽填充技術(shù),它減少了工藝步驟數(shù),降低了成本,同時(shí)還改進(jìn)了超級(jí)結(jié)MOSFET的性能。這樣就能減小電路損耗,提高系統(tǒng)的整體效率和性能。
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原文標(biāo)題:采用東芝超級(jí)結(jié)MOSFET DTMOSIV來(lái)提高系統(tǒng)效率和性能
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