
LED作為新(xīn)型照(zhào)明光源,具(jù)有高效節能、工作壽命長等優點,目前已(yǐ)廣泛使用於LED顯示、車用電子、生活(huó)照(zhào)明等各種照明場景(jǐng)。LED恒流驅動(dòng)特征需要特定的AC-DC恒流驅動電源,為(wéi)了(le)提高電源能效,LED的驅動電源一(yī)般采用單級PFC的(de)拓撲。
如圖(tú)一所示,單級PFC的拓撲結構在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒有高容量的電解電(diàn)容,在遭遇雷擊浪湧時,浪湧能量很容易傳輸到MOSFET上,高壓MOSFET VDS易過電壓,此時MOSFET很容易發生雪崩(bēng)現象。在開關電源中,研發工程師要求MOSFET盡可能少發(fā)生或不發生雪崩(bēng)。
雪崩是(shì)指MOSFET上的電壓(yā)超過漏源極額定耐(nài)壓並發生擊穿的現象。圖二為600V MOSFET的安全工作區示(shì)意(yì)圖,圖中紅色標線為安全(quán)工作(zuò)區的(de)右邊界。雪(xuě)崩發生時,漏源(yuán)兩端的電壓超過額定BVDSS,並伴隨有(yǒu)電流流過漏源極,此時MOSFET工(gōng)作在此邊界(jiè)的右(yòu)邊,超出安全工作區(SOA)。
圖二 某600V MOSFET安全工作區(SOA)
如圖三所示雪崩測量電路及(jí)波(bō)形,一旦超(chāo)出(chū)安全工作(zuò)區, MOSFET功耗將大增。左圖為雪崩測試的標準電路,右(yòu)圖為雪(xuě)崩期間的運行波形。MOSFET在關斷時(shí)因VDS電(diàn)壓過高(gāo)而(ér)進入雪崩狀態,雪崩期間漏源極電壓電流同時存在,其產生的瞬時功耗達(dá)到數KW,會大大影響整個電源的可靠性。且(qiě)雪崩(bēng)期間,必須(xū)保證(zhèng)其溝道溫度不超過額定溝道溫度,否則容易導致器件過溫失效。

圖三(sān) 雪崩測量電路及波形
在LED驅動電(diàn)源,工業控製輔(fǔ)助(zhù)電源等應用中,電源工程師在設(shè)計浪湧防(fáng)護時,可選(xuǎn)擇(zé)耐壓更高的(de)MOSFET,耐壓高的器件可將浪湧能量擋(dǎng)在AC 輸入端,讓輸入端口的MOV防(fáng)護器件來吸收,避免MOSFET超過安(ān)全工作區。這樣可以(yǐ)大大提高整機電源的(de)浪湧防護能力。
LED作為21世紀(jì)的綠色照明產品,正在大量取代傳統的光源。依托龐大的LED市場,國產器件在SJ MOSFET領域替換進口品牌的潛(qián)力極大。維安結合市場和客戶的需求,在產品工藝(yì)、封裝上持續創新,針對LED照明領域通用(yòng)的800V以上耐壓的規格,在產(chǎn)品係列、規格尺寸上也更加齊全。那麽,應該(gāi)如何避免MOSFET應用(yòng)時的(de)雪崩破壞呢?從浪湧防護的角度來說,電源工程師可以增加AC輸入端浪湧防護元件的(de)規格,使AC前端器件防護元(yuán)件吸收掉絕大部分浪湧(yǒng)能量(liàng),降低浪湧殘壓(yā),如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪湧吸收電(diàn)路等。另外,亦可選擇更高電流ID或者更(gèng)高耐壓規格的MOSFET避免其自生發生(shēng)雪崩,但更高的ID往往意味著更高的(de)成本,故而,選擇更高耐壓規格成為一(yī)種更簡易安(ān)全且極具性價比的方案。
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