LLCMOSFET的失效模式

1、到上管（HVG）打第二個(gè)PWM時(shí)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(shí).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(shí)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(gè)PWM開通時(shí)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(shí)，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(huì)導(dǎo)致MOSFET 失效呢？卜而詳細(xì)介紹。首先看一個(gè)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(gè)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(gè)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(xiàng)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(gè)冗余的規(guī)定，|1 T習(xí)慣問題一直保留著，其實(shí)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(xiǎn)了，這個(gè)管子的規(guī)定是15V/ns,其實(shí)在高溫卜S惜況會(huì)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(diǎn)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(gè)寄生的BJT,也就是說當(dāng)Rb上的電壓達(dá)到這個(gè)BJT的門檻電壓 時(shí)，這個(gè)BJT就會(huì)導(dǎo)通，關(guān)鍵在丁這個(gè)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(huì)流過同一個(gè)點(diǎn)，因此特別容 易造成熱點(diǎn)損壞，并且起始結(jié)溫越高時(shí)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(gè)方而.一個(gè)是體二極管的反向恢復(fù)電流, 另外一個(gè)是流過Cdb的容性電流。再回過頭來看上面介紹的LLC的兩個(gè)電流相位不對的情況，上而提到這兩種情況會(huì)存在碩開關(guān)模式, 其特點(diǎn)是半橋的兩顆MOSFET,當(dāng)其中一個(gè)MOSFET有體二極管反向續(xù)流的時(shí)候另外一個(gè)管子導(dǎo)通了 （可以參考卜圖實(shí)例，Q1有二極管續(xù)流時(shí)，Q2導(dǎo)通了，這時(shí)Q1的體二極管就會(huì)有反向恢復(fù)，因 此就會(huì)出現(xiàn)有續(xù)流的這個(gè)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(huì)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(diǎn)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(jī)制，其實(shí)有很多應(yīng)對方法.