HID燈鎮流器中UniFET II MOSFET的性能和效率

作者：Jae-EulYeon Won-HwaLee Kyu-MinCho Hee-JunKim 時間：2013-03-05 來源：電子產品世界

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　　燈電壓的電壓紋波小得足以被忽略。因此，燈的平均電壓可由下式獲得：

　　因此，燈的平均電壓可通過調節高頻引線中MOSFET的占空比進行控制。由于MOSFET體二極管的反向恢復特性較差，因此如果逆變器的高頻引線(如圖7所示)在連續導通模式(CCM)下工作，則必然會出現直通電流。由于這些極差的反向恢復特性，混頻全橋逆變器的高頻引線(如圖7所示)中需要附加FRD。當逆變器在連續導通模式(CCM)下工作且出現直通電流時，最終會對MOSFET造成損壞。然而，在燈發光后，逆變器必然要在連續導通模式(CCM)下工作幾分鐘。因此，需要4個附加FRD，以防在傳統解決方案中出現MOSFET故障。

　　實驗結果

本文引用地址：http://www.j9360.com/article/142700.htm

　　為了驗證UniFET II MOSFET的有效性，用帶混頻全橋逆變器的150 W室內HID燈鎮流器進行了實驗。 鎮流器的逆變器電路與圖7所示相同，而且與表2中所應用的一樣。低頻引線由2個IGBT組成，而且其工作頻率范圍為60至120 Hz。同時，高頻引線由2個MOSFET和4個FRD(2個阻斷FRD和2個續流FRD)組成，而且其工作頻率范圍為30至110 kHz。在傳統解決方案中，正向電流流經MOSFET和阻斷FRD，而反向電流僅流經續流FRD。

　　但是，如果僅使用MOSFET，正向和續流電流都會流經MOSFET的溝道或體二極管。如果體二極管的反向恢復特性差，而且逆變器在連續導通模式(CCM)下工作，則MOSFET最終必然會被過高的反向恢復電流損壞。

　　如表1所示，UniFET II Ultra FRFET MOSFET (FDPF8N50NZU)的RDS(on)為1.2Ω，而傳統MOSFET(FQPF9N50C)的RDS(on)為0.85Ω。但是，UniFET II MOSFET的Trr和Irr特性更優于傳統MOSFET，而且比FRD也要好。因此，UniFET II Ultra FRFET MOSFET允許去除混頻全橋逆變器中的4個附加FRD，即使是在連續導通模式(CCM) 下工作。

　　圖9顯示的是瞬態和穩態下的燈電壓和電流，將HID燈描述為具有負電阻系數 – 隨著燈電壓的增大，燈電流會減小。點火后，燈阻抗極低，因此電壓為最小值。隨著鎮流器的運行進入穩態，燈電流會減小，而燈電壓會增大。

　　圖10顯示的是低頻引線的開關(IGBT)電流。在瞬態期間，開關電流在連續導通模式(CCM)下流動;而在穩態期間，開關電流在臨界導通模式(CRM)下流動。　　