快恢复MOSFET CMD60R180S6ZD
随着电力电子技术的飞速发展,分立半导体元器件根据实际应用场景也不断衍生新型功能,这些具有新型功能的元器件将会更好的提高设备使用的安全性和稳定性。
CMD60R180S6ZD是采用Cmos先进的超级结工艺开发的一款N沟道功率场效应管(MOSFET),其特点具有高频特性好,反向快恢复时间短,并且具有HBM>2kV的静电或浪涌防护能力等。符合汽车电子、医疗设备、通讯设备以及户外高置设备等这些稳定性高和要求长期可靠性的领域应用。
下图是CMD60R180S6ZD封装形式和内部拓扑结构图。采用TO-2525和TO-251两种常规封装形式,其他封装形式可以接受定制。
二、基础参数
1. 漏源电压(VDS):600V
2. 连续漏极电流(ID@Tc=25℃):20A(需结合散热条件)
3. 导通电阻RDS(on):0.16Ω(典型值)
4. 栅源阈值电压VGS(th):4.5V(最大值)
三、核心优势
CMD60R180S6ZD具有明显的以下适配性优势。
快恢复特性,漏源之间封装有快恢复二极管,使得在桥式拓扑等FET组合结构中的换相切换变得更快,表现出更高的鲁棒性。
高频性,对极间封装电容的精准控制,使得MOSFET在更短的时间内即可完成动态与静态切换工作。
高效率,理想的优值系数FOM = QG×RDS(on),静态或稳态时表现出较高的电能转换效率。
ESD防静电能力,栅源之间封装稳压(齐纳)二极管,具备HBM(Human Body Mode)>2KV安全标准,更好地满足医疗类,户外高置类应用场景。
四、应用推荐及关键设计
CMD60R180S6ZD有着上述诸多优秀的特性,这些综合优势使其在实际应用中表现出良好的稳定性,以下是推荐使用场景。
MOSFET在PFC电路中的应用分析
在PFC电路中,MOSFET作为高频开关的核心器件,其性能直接影响效率、温升和可靠性。以下是关键设计要点:
1.典型应用场景
Boost PFC拓扑:MOSFET作为主开关,控制电感充放电(如图所示)。
工作过程:
导通阶段:MOSFET导通,电感储能,二极管截止。
关断阶段:MOSFET关断,电感释放能量,通过二极管向输出电容充电。
2.MOSFET选型关键参数
电压应力:
MOSFET耐压需高于输出电压峰值。例如,220V交流输入时,Boost输出电压通常为380-400V DC,需选择500V以上MOSFET(如CMD60R180S6ZD)。
电流能力:
电感峰值电流计算公示值略。
选择额定电流为计算值1.5倍以上的器件(如30A器件用于20A峰值场景)。
导通电阻(RDS(on)):
直接影响导通损耗,需在成本和效率间平衡。例如,600V/20A MOSFET的RDS(on)通常为0.1-0.3Ω。
开关速度:
快速开关(如10-30ns级)可降低开关损耗,但需优化驱动电路以避免电压尖峰。
3.损耗分析与优化
导通损耗:
P = I(RMS)^2 * RDS(on)
开关损耗:
P(sw) = 1/2 VDS*ID * (tr+tf) * f(sw)
优化措施:
使用软开关技术(如ZVS/ZCS)降低开关损耗。
选择低Qg(栅极电荷)MOSFET以减少驱动损耗(如Infineon IPA65R190E6)。
4.驱动与保护设计
驱动电路:
采用专用驱动器(如TI UCC27524),确保快速开通/关断,并避免米勒效应导致的误导通。
驱动电阻(Rg)需匹配开关速度和EMI要求,典型值为10Ω~100Ω。
保护机制:
过压保护:通过箝位二极管或TVS保护MOSFET的VDS。
过流保护:检测漏极电流(如使用分流电阻或霍尔传感器),触发关断。
5.散热设计实例
例如:某1kW PFC电路,MOSFET总损耗为15W,选用TO-247封装,需安装散热器并将结温控制在125℃以下。
计算热阻:
需选择热阻≤3℃/W的散热器(如加装强制风冷)。
总结
CMD60R180S6ZD是一款安全性突出综合性能强大的MOSFET,具有高效率,快恢复性,优秀的静电防护能力及高性价比等综合优势,在高频逆变器、PFC电路、LLC高功率电路中适配性很高。
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