Синхронный DC-DC преобразователь и быстрые диоды

Я немного растерялся, пытаясь оптимизировать преобразователь постоянного тока (полумост) и выбирая свои полевые МОП-транзисторы. До 200 В я получаю хорошие результаты (время переключения MOSFET быстрое ~ 20 нс, и встречно-параллельный диод также очень быстрый - Qrr меньше 1 мкКл). При более высоких напряжениях полевой МОП-транзистор может по-прежнему переключаться очень быстро ~ 20 нс, даже если встречно-параллельный диод неисправен: Qrr порядка 20 мкКл или даже больше. Это приводит к очень высоким потерям при переключении, скажем, на частоте 20 кГц (ну, на любой частоте, но примерно на этой частоте они становятся важными по сравнению с потерями проводимости).

Теперь вопрос: при более высоких напряжениях встречно-параллельный диод плохо переключается (Qrr высокий), хотя его прямое падение напряжения обычно довольно хорошее (иногда менее 1 В). Мне все равно, так как я хочу использовать синхронный преобразователь (используя один полевой МОП-транзистор в режиме обратной проводимости). Если бы я поставил быстрый (с низким Qrr ~ 0,3 нКл, но с более высоким падением прямого напряжения) диод параллельно MOSFET, что произойдет? Будет ли встроенный в корпус диод все еще включаться из-за более низкого значения V_F (даже если это произойдет после включения быстрого диода) или я могу воспользоваться скоростью переключения дополнительного диода и замкнуть его с помощью MOSFET всего через несколько нс после того, как диод тела мог включиться ?

По сути: будет ли медленный (но с «хорошими» проводящими свойствами: V_F низкий) внутренний диод MOSFET по-прежнему включаться, даже если быстрый (но с «плохими» проводящими свойствами: V_F выше для того же тока) диод подключен параллельно это?

Надеюсь, мой вопрос был ясен. Не стесняйтесь спрашивать другие детали, если они вам нужны. Пожалуйста, дайте ссылку / процитируйте любую полезную документацию, если это возможно.

Дополнительные мысли : поскольку внутренний диод может начать переключаться (в любом случае), когда внешний диод уже проводит ток (поэтому падение напряжения ниже, скажем, 2 В), внутренний диод вызовет очень низкие потери энергии, поскольку напряжение блокировки для него теперь составляет 2 В. , а не те (скажем) 200В, когда внешний диод был перекрыт. Дополнительные коммутационные потери, вызванные нежелательным включением внутреннего диода, могут не учитываться. Верно?

Вы управляете затвором MOSFET с обратной проводимостью? Мне кажется (но я не знаю, поэтому +1 к вопросу), корпусный диод будет закорочен включенным мосфетом.
Да, я подключаю обратно проводящий МОП-транзистор (иначе он не был бы включен). Мой вопрос заключался в том, может ли внутренний диод включиться ПОСЛЕ включения хорошего внешнего диода и ДО того, как полевой МОП-транзистор начнет проводить обратную проводку (и, следовательно, закоротить оба диода). Если внутренний диод все равно включается, добавление внешнего диода только увеличит коммутационные потери всего преобразователя, а не уменьшит их. Мои сомнения возникают из-за противоположных Q_rr и V_F в хорошем диоде (Q_rr низкий, V_F высокий) и плохом диоде (Q_rr высокий, V_F низкий). Если бы у диода корпуса был низкий V_F, у меня не было бы никаких сомнений.
Не могли бы вы дать ссылку на мосфет?
@Andyaka: Я еще не уверен (но все они более или менее равны в этом отношении): infineon.com/dgdl/… (Infineon IPW65R037C6 -> Qrr ~ 36uC). Я сравнил его с полевым МОП-транзистором с более низким напряжением (например, Infineon IPP110N20N3G infineon.com/dgdl/… -> Qrr ~ 0,64 мкКл). Это 20-кратные потери при переключении диодов. Диод с низким Qrr может быть NXP BYC30X-600P.
@ user51166 - вы смотрели на это устройство infineon.com/dgdl/…
извините, имелось в виду это устройство infineon.com/dgdl/…
@Andyaka: я тоже пытался оптимизировать RdsON. Устройство, которое вы подключили, имеет сопротивление в открытом состоянии 80 мОм и хороший переключающий диод. Тот, на который я смотрел, имел сопротивление в открытом состоянии 37 мОм. Кроме того, мой вопрос касался общих знаний, а не поиска одного конкретного полевого МОП-транзистора с диодом с низким Qrr. МОП-транзистор с низким RdsOn (с медленным встроенным диодом в корпусе) с хорошим (внешним) встречно-параллельным диодом позволил бы снизить потери при переключении или диод в корпусе все равно включился бы из-за более низкого V_F?

Ответы (1)

После обсуждения этого в университете вот ответ: нет, это невозможно.

Потому что, если внешний диод имеет более высокое значение V_F, он будет закорочен внутренним диодом MOSFET с низким V_F и высокой добротностью. Поэтому при включении внутреннего диода корпуса будут такие же потери на переключение, так как внешний диод практически никогда не переходит в режим проводимости.

Единственное «решение», по-видимому, состоит в том, чтобы получить немного более высокое (~ 10-20%) R_DS на MOSFET, который имеет лучший диод (в 10-20 раз меньше Q_rr), и в конечном итоге подключить еще несколько MOSFET параллельно для порядка для снижения потерь проводимости.

Вы проверяли это со схемой в лаборатории?
Синхронный DC-DC преобразователь и быстрые диоды
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v