四象限SR器件優(yōu)化表 - 為同步整流選擇最優(yōu)化的MOSFET

　　為了幫助開發(fā)人員更輕松地為SR應(yīng)用選擇最優(yōu)MOSFET，下面介紹一個(gè)四象限SR器件優(yōu)化表。借助這個(gè)優(yōu)化表，可以根據(jù)三個(gè)應(yīng)用參數(shù)找到最適合的器件：次級(jí)變壓器電壓、開關(guān)頻率和RMS MOSFET電流。為便于理解，圖5給出了一個(gè)實(shí)際的例子。

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　　圖5. 四象限SR器件優(yōu)化表

　　使用優(yōu)化表時(shí)，首先從次級(jí)變壓器電壓開始。在所用電壓值位置，畫一條垂直的直線。在兩條線相交處可以選出特定的MOSFET。通過一條水平的直線和一條垂直的直線，便可選擇開關(guān)頻率和MOSFET電流。如前面所討論，按最好從滿負(fù)載的20%至30%的電流值開始進(jìn)行選擇。此時(shí)，可以在正Y軸上讀取最優(yōu)RDS(on)值。在第四個(gè)象限中，顯示了并聯(lián)MOSFET的最佳數(shù)量。在第四個(gè)象限中，必須選擇之前在第一個(gè)象限中選定的MOSFET型號(hào)。然后，按同樣的參數(shù)(變壓器電壓、開關(guān)頻率和電流RMS)對(duì)另一個(gè)型號(hào)的MOSFET重復(fù)執(zhí)行這個(gè)選擇過程。比較兩次選擇所得到的最優(yōu)RDS(on)值，最優(yōu)RDS(on)值越低的MOSFET所產(chǎn)生的功耗也越低，因而是更加高效的解決方案。

　　這個(gè)MOSFET選擇方法，是在假定應(yīng)用具備最優(yōu)開關(guān)性能的條件下計(jì)算得到的。如果發(fā)生了諸如動(dòng)態(tài)開啟或雪崩等二階效應(yīng)，那么這個(gè)優(yōu)化表可能不準(zhǔn)確。此外，硬開關(guān)轉(zhuǎn)換器拓?fù)淇蓪?shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。任何諧振軟開關(guān)拓?fù)渚赡軐?dǎo)致失配，因?yàn)榭梢曰厥绽瞄_關(guān)過程產(chǎn)生的部分電量。在這種情況下，實(shí)際最優(yōu)RDS(on) 值將低于計(jì)算得到的值。請(qǐng)注意，一次側(cè)采用準(zhǔn)諧振拓?fù)?例如相移ZVS全橋)也可使二次側(cè)的同步整流實(shí)現(xiàn)硬開關(guān)性能，從而也可以利用這種設(shè)計(jì)優(yōu)化表來進(jìn)行優(yōu)化。

　　從這種優(yōu)化表得到的所有結(jié)果，均以理想的MOSFET性能為前提。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果與按理想狀況計(jì)算得到的結(jié)果有所不同。因此，利用這種優(yōu)化表得到的結(jié)果應(yīng)作為最優(yōu)器件選擇的參考，以防止MOSFET性能不足或過高。如果利用這種優(yōu)化表得到的結(jié)果是在兩個(gè)不同的并聯(lián)MOSFET數(shù)量之間，那么，數(shù)量較低的方案是適于低負(fù)載的優(yōu)化方案，而數(shù)量較高的方案則是更適于高功率的優(yōu)化方案。此外，任何與同步整流級(jí)并聯(lián)的緩沖網(wǎng)絡(luò)均會(huì)影響器件的選擇，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)也必須予以考慮。

　　要在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化，僅一次計(jì)算是不夠的。除按特定負(fù)載值(電流值)計(jì)算最優(yōu)MOSFET之外，還需要按不同負(fù)載電流在這個(gè)四象限優(yōu)化表上進(jìn)行多次計(jì)算，以擴(kuò)大優(yōu)化范圍。同時(shí)，還要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求，調(diào)整所得結(jié)果。