Isolated DC/DC Power Converter
Isolated DC/DC Power Converter
隔離直流轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是現(xiàn)代電子電路中應(yīng)用最廣泛的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一，按照信號(hào)流向，其基本電路結(jié)構(gòu)一般為：IN(AC) → 整流濾波 → Isolated DC/DC → OUT(DC)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程；按照轉(zhuǎn)換效率和頻率特性，又可劃分為全橋隔離轉(zhuǎn)換器，半橋隔離轉(zhuǎn)換器，鉗位正激轉(zhuǎn)換器三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：
Isolated DC/DC Power Converter Topology隔離直流轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)按照隔離變壓器劃分為主邊和副邊。主邊結(jié)構(gòu)是保障輸入信號(hào)的頻率特性，副邊是保持輸出的能量密度。主邊和副邊具有不同的工作特性。其中主邊場(chǎng)效應(yīng)管是工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，副邊場(chǎng)效應(yīng)管則工作則工作在導(dǎo)通狀態(tài)。經(jīng)過(guò)對(duì)隔離變壓器主副邊的工作特性研究，總結(jié)出了場(chǎng)效應(yīng)管的工作特點(diǎn)及選型時(shí)注意參數(shù)。
一、隔離變壓器主邊MOSFET工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài),持續(xù)漏極電流小，管子為了達(dá)到輸入的高頻率特性，保持高頻率開(kāi)關(guān)，此時(shí)能量損耗將以開(kāi)關(guān)損耗為主導(dǎo)。所以在選配MOSFET時(shí)，在滿足VDS漏源電壓裕量和ID持續(xù)漏電流情況下，MOSFET自身的開(kāi)關(guān)特性及影響參數(shù)很重要，而RDS(ON)并不需要特別考慮，可以放寬應(yīng)用條件；
二、隔離變壓器副邊MOSFET工作在導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)需要承載部分甚至全部負(fù)載電流，漏源電流很大，能量損耗以導(dǎo)通損耗為主導(dǎo)，而工作狀態(tài)時(shí)電流的熱效應(yīng)引起器件發(fā)熱不可忽視。所以在選配MOSFET時(shí)，在滿足VDS漏源電壓裕量和ID持續(xù)漏電流情況下，導(dǎo)通內(nèi)阻RDS(ON)是引起能耗的關(guān)鍵性因素，考慮到副邊存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的VDS高尖峰，所以還應(yīng)考慮Trr,Qrr這些影響寄生體二極管反向恢復(fù)特性的參數(shù)。
CMD8N50是廣東場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體有限公司通過(guò)調(diào)研市場(chǎng)使用環(huán)境，有針對(duì)性的專門開(kāi)發(fā)的一款高壓小電流型應(yīng)用半導(dǎo)體器件。
封裝形式
CMD8N50 MOSFET提供TO-252和TO-251兩種封裝形式，具體內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示。
電性參數(shù)
CMD8N50是一款持續(xù)漏極電流（ID）為8A，擊穿電壓(BVDSS)達(dá)到500V高壓場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體器件，V、A參數(shù)決定了其無(wú)法承受大電流的導(dǎo)通工作狀態(tài)，理論和經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為這顆料用在MOSFET開(kāi)關(guān)狀態(tài)，表現(xiàn)出了極強(qiáng)的穩(wěn)定性。
優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)速度
MOSFET作為開(kāi)關(guān)管應(yīng)用表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性，尤其在對(duì)MOSFET的開(kāi)啟和關(guān)閉速度具有非常高的要求的高頻率電路中。從具體的物料規(guī)格書中能夠影響開(kāi)關(guān)頻率的參數(shù)有Qg、Cgd、Ciss。一般認(rèn)為，這些參數(shù)對(duì)實(shí)際電路的影響可以總結(jié)如下：柵極電荷Qg和輸入電容Ciss影響場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)啟時(shí)間；Cgd=Crss為米勒電容，其影響場(chǎng)效應(yīng)管的關(guān)閉時(shí)間。工作在開(kāi)關(guān)中狀態(tài)的場(chǎng)效應(yīng)管正是需要較快的開(kāi)關(guān)速度以提高響應(yīng)速度，同時(shí)減少開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程的能量損耗。CMD8N50 MOSFET在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，這三項(xiàng)參數(shù)都被嚴(yán)格優(yōu)化，標(biāo)稱值很低。應(yīng)用在以上隔離電路主邊將會(huì)表現(xiàn)出較高的兼容性和良好的穩(wěn)定性。
本文是結(jié)合理論和經(jīng)驗(yàn)對(duì)CMD8N50場(chǎng)效應(yīng)管的參數(shù)和應(yīng)用做一解讀和分析，以上經(jīng)驗(yàn)希望對(duì)從事半導(dǎo)體行業(yè)工程師，技術(shù)人員以及業(yè)務(wù)人員在選配型號(hào)過(guò)程中起到積極的參考意義。當(dāng)然受限于作者的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平，CMD8N50相信應(yīng)該還有更廣闊的應(yīng)用環(huán)境，等待大家開(kāi)發(fā)。
Cmos品牌已歷經(jīng)二十四載，二十四載風(fēng)雨兼程，二十四載服務(wù)客戶。正如上圖所示，如今，Cmos品牌已在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，以其超高的穩(wěn)定性，一流的品質(zhì)，高性價(jià)比正在成為一家影響行業(yè)的半導(dǎo)體品牌。著眼全球，希望未來(lái)路途與你同行。
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