【经验】如何理解MOS管雪崩电流在反激电源电路设计中的应用

时间： 2020-04-18 来源：世强

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在MOS管选型时，工程师在很多时候会忽略一些MOS管的电气参数，如MOS管的雪崩电流。有时候工程师就会纳闷同样的连续工作电流ID和导通电阻R_DS(ON)，为什么雪崩电流不一样？本文将结合紫光微的MOS管TMA9N90H，讨论一下如何理解MOS管雪崩电流在反激电源电路设计的应用。

首先我们要了解MOS管雪崩电流的两个参数概念IAR和IAS，IAR是指重复脉冲下雪崩电流，IAS是指单次脉冲雪崩电流，可以看出IAR和IAS都是指的脉冲电流，而ID是持续工作的电流，因此雪崩电流和它没有可比性。

接下来我们就要知道MOS管在什么情况下会考虑雪崩电流，通常情况下，MOS管发生雪崩一定是MOS管的漏源极电压超过了其耐压值，比如在反激电源上比较明显，漏极上的尖峰电压会超出MOS管的耐压，有时是连续的，有时也只有一次，像电源开机的瞬间。当漏源电压超过期耐压值，MOS管就会被击穿，但击穿后不一定会坏。当MOS管被脉冲高压击穿雪崩状态就出现了，如图1所示，但此时漏源电源并没有被击穿为零，而是维持在比标称耐压更高的电压，此时流过漏极的电流就是雪崩电流。

图1 MOS管雪崩状态V_DS的波形曲线图

不论是重复脉冲的雪崩，还是单次脉冲的雪崩，如果造成的能量过大，或者MOS散热不良，时间长了都会造成MOS管因为过热而损坏，此时需要对脉冲的宽度有一定的限制。以无锡紫光微的MOSFET TMA9N90H为例，如图2所示， TMA9N90H的I_AR和E_AR参数分别为7.5A和45mJ，假如TMA9N90H用于AC380V系列的反激电源中，直流电压DC537V，考虑网压±15%波动和开机瞬间1.5倍的浪涌尖峰，瞬间的尖峰会超过900V。从参数表可以看出E_AR=45mJ，若电压为V_DS=900V，I_AR=7.5A，则反复流过的脉冲电流宽度t=E_A/(V_DS*I_AR)= 45mJ/(900V*7.5A)=6.7us。也就是说，如果TMA9N90H在工作时流过的脉冲电流宽度t=6.7us的话，就能承受7.5A的反复雪崩电流。

图2 紫光微TMA9N90H电气特性参数表

由以上可以看出，只有当MOS管上有过压脉冲时，才需要考虑MOS管的雪崩电流，比如反激电源等应用上。因此在选择MOS管时耐压一般要放10%的余量，但瞬时脉冲高压也不要太过于担心，有了雪崩效应，在保证MOS管所能承受的雪崩能量前提下，是不会造成MOS管损坏的。

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【选型】力特1700V SiC MOSFET助力光伏逆变器1500V系统辅助电源高效稳定运行

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2020-12-29 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

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深圳必易微推出的KP36674是一款针对离线式反激电源设计的高性能副边控制PWM功率开关，同时 IC 内置高耐压 MOSFET，内部具有高精度 132kHz 开关频率振荡器，且带有抖频功能可优化 EMI 性能。

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无锡紫光微MOS管选型表

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产品型号	品类	V(BR)DSS(V)	ID(A)	RDS(ON)(mΩ)@VGS=10V Typ(Ω)	RDS(ON)(mΩ)@VGS=10V Max(Ω)	V(GS)thmin(V)	V(GS)thmax(V)	Ciss(pF)	Qg(nC)	封装
TTD30N10AT	N-Channel Trench MOSFET	100	20	22	27	1	2.4	4529	37	TO-252

选型表 - 无锡紫光微立即选型

无锡紫光微（UNIGROUP）SJ MOS/SJ-Multiepi MOS/VD MOS/Trench MOS/DT MOSFET选型指南

目录- SJ MOSFET SJ-Multiepi MOSFET VD MOSFET Trench MOSFET DT MOSFET

型号- 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

2020.08.21 - 无锡紫光微 - 选型指南代理服务技术支持批量订货

TTP70N07A 70V N-Channel Trench MOSFET

型号- TTP70N07A

2020/6/30 - 无锡紫光微 - 数据手册 - V1.0 代理服务技术支持批量订货

艾创微提供完备的电源管理、接口及SiC MOSFET等系列产品，助力充电桩产业的蓬勃发展

艾创微紧跟国家战略，积极融入产业配套，和国内多家业内领先的充电桩企业展开合作，经过几年的积累，艾创微在充电桩领域可提供完备的电源管理（模块）、接口以及SiC MOSFET等系列化产品，助力充电桩产业的蓬勃发展，本文艾创微将进行相关产品的详细介绍。

2024-05-21 - 产品代理服务技术支持批量订货

微盟电子PWM芯片ME8202助力双管反激应用，采用SOP8封装，实现180~600Vdc高电压输入

在输入电压不是很高的应用，我们常使用单管反激拓补，对于三相交流电输入而言，这种单管反激就不太适用，因为三相输入交流电380Vac经过整流滤波之后有接近600Vdc电压，此时MOS管上将承受非常高的电压，市面上常规的MOS耐压规格已经很难满足设计要求，因此，本文给大家介绍MicrOne PWM芯片ME8202在双管反激拓补上的应用案例。

2023-12-29 - 应用方案代理服务技术支持批量订货