Infineon MOSFET 于switch power应用中软/硬切换建议

硬切换

什么是硬切换？当电晶体开关时电压和电流出现重叠时，就会出现硬切换。这种重叠会造成能量损失，可透过提高 di/dt 和 dv/dt 将能量损失降至最低。然而，快速变化的 di/dt 或 dv/dt 会产生 EMI。因此，应最佳化 di/dt 和 dv/dt 以避免 EMI 问题。

为了最大限度地减少 EMI 影响并提高效率，一种名为准谐振开关的改良硬切换技术应运而生（主要用于反激式转换器）。什么是准谐振（谷值）切换？当汲极和源极之间的电压处于最小值（谷值）时开启晶体管，以尽量减少开关损耗并提高效率。当电压处于最小值时开关电晶体，有助于减少导致电磁干扰的硬切换效应。在侦测到波谷时开关，而不是在固定频率时开关，会产生频率抖动。这样做的好处是分散射频辐射频谱，从整体上减少 EMI。

英飞凌 CoolMOS™ 系列针对硬切换拓朴结构的建议：对于硬切换应用，英飞凌推荐使用 CoolMOS™ C7/G7 和 CoolMOS™ P7。

软开关（谐振）

什么是软（谐振）开关？软开关是指在开关接通或断开之前，先将一个电气参数（电流或电压）置零。这有利于降低损耗。平滑的谐振开关波形还能尽量减少电磁干扰。相移 ZVS 和 LLC 等常见拓朴结构仅在接通时才进行软开关。

零电压开关(ZVS) 和零电流开关 (ZCS) 有什么不同？

如这两个名称所暗示的，在开关发生之前，电晶体内的电压或电流均为零。

- 对于 ZVS，电晶体将在 VDS 电压为零时导通，以减少导通开关损耗。

- 对于 ZCS，电晶体将在 ID 电流为零时关断，以减少关断开关损耗。

为什么需要坚固或快速的体二极体？

大多数谐振电路都是半桥或全桥拓扑结构（2 或 4 个电晶体）。

随著晶体管的开关，能量可能会留在晶体管中，从而导致故障。由于开关时间的原因，如果这种情况只是偶尔发生，那么坚固的体二极体就足够了（CoolMOS™ P7）。 如果因为转换时间较快，这种情况会持续发生，则需要一个快速体二极体，以确保所有能量都会离开电晶体（CoolMOS™ CFD7 系列）。

英飞凌 CoolMOS™ 系列推荐用于软切换（共振）拓扑结构

对于相移 ZVS 和 LLC 等软开关应用，英国飞凌推荐使用 600 V CoolMOS™ CFD7 或 600 V CoolMOS™ P7 系列。