LLCMOSFET的失效模式

1、到上管（HVG）打第二個PWM時對應(yīng)的諧振腔的電流相位是不對的。1 1 |inductive regKWi Current lagging (ZVS) ii “和; i再來看過載/短路時.LLC工作在容性模式的惜況，先看一張DC gain對應(yīng)的容性和感性區(qū)域的圖，當(dāng) 開光頻率低于第二諧振頻率fr2時就是容性區(qū)域。卜圖是一張工作在容性模式的圖，可以看到卜管（LVG）的最后一個PWM開通時對應(yīng)的諧振腔電流 相位也是不對的。(open output)Q=0.19Resonance: Load-independent point All curve have stope = -1/ k丿 80.76Z

2、VS-ZCS borderlmeQ=0.38Capacitve region Current leading (ZCS)分析了上而兩種工況，都是電流相位不對，MOSFET都存硬開關(guān)，所謂碩開關(guān)就是，當(dāng)MOSFET開通 時，電流沒有反向流過體二極管，也就是說Vds的電圧不為零，那為什么硬開關(guān)就會導(dǎo)致MOSFET 失效呢？卜而詳細(xì)介紹。首先看一個普通高壓MOSFET datasheet里面對dv/dt的AMR規(guī)格如，所謂AMR就是absolute maximum rating,就是說超過這個參數(shù)范鬧，MOSFET就有町能損壞。dv/dt Peak diode recovery voltage sl

3、opeV/nsdv/dt MOSFET dv/dt ruggedness50V/ns我們發(fā)現(xiàn)有兩個限制，其對應(yīng)不同的條件，就是體二極管是否有反向恢復(fù)，對丁沒有反向恢復(fù)的這一 項50V/ns,只是對之前的老MOSFET有限制，對丁現(xiàn)代工藝的MOSFET,算是一個冗余的規(guī)定，|1 T習(xí)慣問題一直保留著，其實就算100V/ns的dv/dt加在管子上都不一定有問題。但是對丁體二極管 存在反向恢復(fù)的dv/dt就比較危險了，這個管子的規(guī)定是15V/ns,其實在高溫卜S惜況會更糟糕。Gate-Dsd穴CdbE-rmo-HQ-HgExed卜面先看一 F MOSFET帶寄生參數(shù)的等效模型，山于側(cè)重點的原因，寄生

4、電感和寄生電阻就沒畫出來。_Cgd從上圖町以看到，MOSFET存在一個寄生的BJT,也就是說當(dāng)Rb上的電壓達(dá)到這個BJT的門檻電壓 時，這個BJT就會導(dǎo)通，關(guān)鍵在丁這個BJT是負(fù)溫度系數(shù)的，它不像MOSFET的Rds_on,溫度越高 阻抗越高，而是相反，晶元上溫度越高的地方，阻抗越低，更多的電流會流過同一個點，因此特別容 易造成熱點損壞，并且起始結(jié)溫越高時情況越惡劣。丄1 , p p bodybodyTC-DrainDrainSourceSource MetalMetalN N piuxudpiuxud layerlayer回過頭來，我們再看Rb上的電壓是從哪里來的，上要有兩個方而.一個是體二極管的反向恢復(fù)電流, 另外一個是流過Cdb的容性電流。再回過頭來看上面介紹的LLC的兩個電流相位不對的情況，上而提到這兩種情況會存在碩開關(guān)模式, 其特點是半橋的兩顆MOSFET,當(dāng)其中一個MOSFET有體二極管反向續(xù)流的時候另外一個管子導(dǎo)通了 （可以參考卜圖實例，Q1有二極管續(xù)流時，Q2導(dǎo)通了，這時Q1的體二極管就會有反向恢復(fù)，因 此就會出現(xiàn)有續(xù)流的這個MOSFET的體二極管有很大的反向恢復(fù)，并且伴隨很高的dv/dt.連貫起來看.就是LLC的硬開關(guān)會導(dǎo)致有體二極管方向恢復(fù)這顆管子的內(nèi)部BJT導(dǎo)通，從而熱點損 壞，進(jìn)而半橋電路出現(xiàn)直通短路?？紤]到上而介紹的失效機制，其實有很多應(yīng)對方法.