LED作為新型照明光源，具有高效節能、工作壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛使用于LED顯示、車(chē)用電子、生活照明等各種照明場(chǎng)景。LED恒流驅動(dòng)特征需要特定的AC-DC恒流驅動(dòng)電源，為了提高電源能效，LED的驅動(dòng)電源一般采用單級PFC的拓撲。
如圖一所示，單級PFC的拓撲結構在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒(méi)有高容量的電解電容，在遭遇雷擊浪涌時(shí)，浪涌能量很容易傳輸到MOSFET上，高壓MOSFET VDS易過(guò)電壓，此時(shí)MOSFET很容易發(fā)生雪崩現象。在開(kāi)關(guān)電源中，研發(fā)工程師要求MOSFET盡可能少發(fā)生或不發(fā)生雪崩。
雪崩是指MOSFET上的電壓超過(guò)漏源極額定耐壓并發(fā)生擊穿的現象。圖二為600V MOSFET的安全工作區示意圖，圖中紅色標線(xiàn)為安全工作區的右邊界。雪崩發(fā)生時(shí)，漏源兩端的電壓超過(guò)額定BVDSS，并伴隨有電流流過(guò)漏源極，此時(shí)MOSFET工作在此邊界的右邊，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波形，一旦超出安全工作區， MOSFET功耗將大增。左圖為雪崩測試的標準電路，右圖為雪崩期間的運行波形。MOSFET在關(guān)斷時(shí)因VDS電壓過(guò)高而進(jìn)入雪崩狀態(tài)，雪崩期間漏源極電壓電流同時(shí)存在，其產(chǎn)生的瞬時(shí)功耗達到數KW，會(huì )大大影響整個(gè)電源的可靠性。且雪崩期間，必須保證其溝道溫度不超過(guò)額定溝道溫度，否則容易導致器件過(guò)溫失效。
圖三 雪崩測量電路及波形
在LED驅動(dòng)電源，工業(yè)控制輔助電源等應用中，電源工程師在設計浪涌防護時(shí)，可選擇耐壓更高的MOSFET，耐壓高的器件可將浪涌能量擋在A(yíng)C 輸入端，讓輸入端口的MOV防護器件來(lái)吸收，避免MOSFET超過(guò)安全工作區。這樣可以大大提高整機電源的浪涌防護能力。
LED作為21世紀的綠色照明產(chǎn)品，正在大量取代傳統的光源。依托龐大的LED市場(chǎng)，國產(chǎn)器件在SJ MOSFET領(lǐng)域替換進(jìn)口品牌的潛力極大。維安結合市場(chǎng)和客戶(hù)的需求，在產(chǎn)品工藝、封裝上持續創(chuàng )新，針對LED照明領(lǐng)域通用的800V以上耐壓的規格，在產(chǎn)品系列、規格尺寸上也更加齊全。那么，應該如何避免MOSFET應用時(shí)的雪崩破壞呢？從浪涌防護的角度來(lái)說(shuō)，電源工程師可以增加AC輸入端浪涌防護元件的規格，使AC前端器件防護元件吸收掉絕大部分浪涌能量，降低浪涌殘壓，如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪涌吸收電路等。另外，亦可選擇更高電流ID或者更高耐壓規格的MOSFET避免其自生發(fā)生雪崩，但更高的ID往往意味著(zhù)更高的成本，故而，選擇更高耐壓規格成為一種更簡(jiǎn)易安全且極具性?xún)r(jià)比的方案。
維安(WAYON)是電路保護元器件及功率半導體提供商。WAYON始終堅持“以客戶(hù)為導向，以技術(shù)為本，堅持艱苦奮斗”的核心價(jià)值觀(guān)。致力于通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)市場(chǎng)，努力成為全球電路保護元器件及功率半導體的領(lǐng)先品牌。
LED作為新型照明光源，具有高效節能、工作壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛使用于LED顯示、車(chē)用電子、生活照明等各種照明場(chǎng)景。LED恒流驅動(dòng)特征需要特定的AC-DC恒流驅動(dòng)電源，為了提高電源能效，LED的驅動(dòng)電源一般采用單級PFC的拓撲。
如圖一所示，單級PFC的拓撲結構在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒(méi)有高容量的電解電容，在遭遇雷擊浪涌時(shí)，浪涌能量很容易傳輸到MOSFET上，高壓MOSFET VDS易過(guò)電壓，此時(shí)MOSFET很容易發(fā)生雪崩現象。在開(kāi)關(guān)電源中，研發(fā)工程師要求MOSFET盡可能少發(fā)生或不發(fā)生雪崩。
雪崩是指MOSFET上的電壓超過(guò)漏源極額定耐壓并發(fā)生擊穿的現象。圖二為600V MOSFET的安全工作區示意圖，圖中紅色標線(xiàn)為安全工作區的右邊界。雪崩發(fā)生時(shí)，漏源兩端的電壓超過(guò)額定BVDSS，并伴隨有電流流過(guò)漏源極，此時(shí)MOSFET工作在此邊界的右邊，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波形，一旦超出安全工作區， MOSFET功耗將大增。左圖為雪崩測試的標準電路，右圖為雪崩期間的運行波形。MOSFET在關(guān)斷時(shí)因VDS電壓過(guò)高而進(jìn)入雪崩狀態(tài)，雪崩期間漏源極電壓電流同時(shí)存在，其產(chǎn)生的瞬時(shí)功耗達到數KW，會(huì )大大影響整個(gè)電源的可靠性。且雪崩期間，必須保證其溝道溫度不超過(guò)額定溝道溫度，否則容易導致器件過(guò)溫失效。
圖三 雪崩測量電路及波形
在LED驅動(dòng)電源，工業(yè)控制輔助電源等應用中，電源工程師在設計浪涌防護時(shí)，可選擇耐壓更高的MOSFET，耐壓高的器件可將浪涌能量擋在A(yíng)C 輸入端，讓輸入端口的MOV防護器件來(lái)吸收，避免MOSFET超過(guò)安全工作區。這樣可以大大提高整機電源的浪涌防護能力。
LED作為21世紀的綠色照明產(chǎn)品，正在大量取代傳統的光源。依托龐大的LED市場(chǎng)，國產(chǎn)器件在SJ MOSFET領(lǐng)域替換進(jìn)口品牌的潛力極大。維安結合市場(chǎng)和客戶(hù)的需求，在產(chǎn)品工藝、封裝上持續創(chuàng )新，針對LED照明領(lǐng)域通用的800V以上耐壓的規格，在產(chǎn)品系列、規格尺寸上也更加齊全。那么，應該如何避免MOSFET應用時(shí)的雪崩破壞呢？從浪涌防護的角度來(lái)說(shuō)，電源工程師可以增加AC輸入端浪涌防護元件的規格，使AC前端器件防護元件吸收掉絕大部分浪涌能量，降低浪涌殘壓，如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪涌吸收電路等。另外，亦可選擇更高電流ID或者更高耐壓規格的MOSFET避免其自生發(fā)生雪崩，但更高的ID往往意味著(zhù)更高的成本，故而，選擇更高耐壓規格成為一種更簡(jiǎn)易安全且極具性?xún)r(jià)比的方案。
維安(WAYON)是電路保護元器件及功率半導體提供商。WAYON始終堅持“以客戶(hù)為導向，以技術(shù)為本，堅持艱苦奮斗”的核心價(jià)值觀(guān)。致力于通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)市場(chǎng)，努力成為全球電路保護元器件及功率半導體的領(lǐng)先品牌。
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