超结MOS在全桥电路上的应用-REASUNOS瑞森半导体

全桥电路详解:原理、MOS管选型与瑞森半导体应用

一、前言

全桥电路定义

全桥电路是一种常见的电子电路,由四个开关管和一个负载组成,可将直流电转换为交流电。

全桥电路的应用领域

全桥电路广泛应用于电力电子领域,如开关电源、变频器、逆变器、电动汽车、工业自动化等领域 。在电路中,全桥电路可以使直流电转换成交流电;在电机控制中,全桥电路可用于变频调速和正弦波控制。

多层外延超结MOS在全桥电路上的应用

二、全桥电路的原理

全桥电路通过控制开关管的通断来改变电源与负载之间的电压极性,实现对负载的驱动。在上半周期内,开关管Q1、Q4闭合,Q2、Q3断开,电源的正极通过Q1进入负载,负载的负极通过Q4回到电源的负极。在下半周期内,开关管Q2、Q3闭合,Q1、Q4断开,电源的正极通过Q3进入负载,负载的负极通过Q2回到电源的负极。这样就能实现直流电源向交流负载的转换。

全桥线路的工作原理

三、全桥电路对于MOS管的需求

(1)主要损耗构成:①MOS管的导通损耗直接由导通Rdson决定,要求MOS管的Rdson更低。②MOS管的开关损耗,由MOS管的米勒平台等参数决定,要求MOS管开关特性好,开关速度快,交越损耗小;

(2)后端是感性负载,需要二极管反向续流,要求功率MOS二极管反向恢复特性较好,具有较短反向恢复时间trr。

四、全桥电路MOS管选型

根据不同的应用需求,全桥电路还可分为全桥逆变电路、全桥整流电路等,瑞森半导体多层外延超结MOS系列,可应用于全桥电路不同的应用中。

瑞森半导体超结MOS全系列采用多层外延工艺,具有低导通损耗、大通流能力、低栅极电荷、低开启电压、出色的非钳位感性开关能力等工艺特色。再加上我司对产品进行百分之百的雪崩能量击穿测试等自有标准;产品对标英飞凌C3、 P6、P7系列 ; 封装产品丰富,为设计者们提供了极大的灵活性。

全桥电路MOS管选型推荐超结MOS系列

全桥电路作为一种常见的电路拓扑结构,具有良好的电流/电压控制能力。针对全桥电路不同的应用场景,瑞森半导体提供整体功率半导体解决方案。

### MOS技术原理 MOS是一种先进的功率半导体器件,采用了多层外延工艺技术制造。这种构显著优化了传统MOSFET的性能参数,在保持较低导通电阻的同时减少了寄生电容的影响[^3]。具体来说,MOS的核心在于其独特的PN交替排列设计,这使得器件能够在较高的击穿电压下维持更低的导通电阻。 #### 技术优势 - **低导通电阻**:由于特殊的PN构设计,MOS能够实现比常规MOSFET更低的导通电阻,从而减少传导过程中的能量损失。 - **高频工作能力**:得益于较小的寄生电容(尤其是输出电容和米勒电容),MOS适合应用于高频场景中,能有效降低开关损耗并提升整体效率。 - **热管理优异**:相比其他类型的功率器件,MOS具有更好的散热表现,因此可以在更高温度环境下稳定运行。 ### 应用领域 MOS广泛用于各种电力电子设备之中,尤其是在需要高效转换与快速响应的应用场合表现出色。例如: 1. **微型逆变器** 微型逆变器是分布式光伏发电系统的重要组成部分之一。在此类应用中,半导体制造的MOS因其卓越的EMI特性而备受青睐,有助于简化电磁兼容性测试流程,并提高系统的可靠性和安全性。 2. **开关电源(Switching Power Supply, SMPS)** 在现代SMPS设计里,工程师们倾向于选用MOS作为核心元件来构建高效的DC-DC变换器或者AC-DC适配器解决方案。这些产品不仅体积小巧而且具备出色的动态负载调整能力和瞬态恢复速度[^2]。 3. **电机驱动控制器(Motor Drive Controller)** 对于无刷直流电动机(BLDC Motor)以及其他复杂运动控制系统而言,利用高性能的MOS可以精确控制转矩波形形状进而改善整机性能指标如噪声水平、振动幅度以及能耗情况等方面均有所改进。 ```python # 示例代码展示如何计算理想条件下的功耗 def calculate_power_loss(rds_on, current): return rds_on * (current ** 2) rds_on = 0.015 # 单位欧姆 current = 10 # 安培 power_loss = calculate_power_loss(rds_on, current) print(f"Ideal power loss is {power_loss}W") ```
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