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2021.12.08 Si 파워 디바이스

효율의 평가

Phase Shift Full Bridge 회로의 전력 변환 효율 향상

본 테마의 주제인 변환 효율과 관련하여, 실제의 전원 회로를 사용해서 평가한 결과는 하기와 같습니다. 구체적으로는 Q1~Q4의 MOSFET에 ON 저항이 0.2Ω 전후인 5종류의 고속 리커버리 타입 SJ MOSFET를 사용하여 비교하였습니다. 측정 조건은 입력전압 Vin=390V, 출력전압 Vout=12V, 출력전류 Iout=10A~50A, 스위칭 주파수 fsw=100kHz입니다.

그림이 나타내는 바와 같이, R6020JNX (적색 실선)가 모든 부하 영역에서 가장 효율이 좋다는 결과를 얻을 수 있었습니다. R6020JNX는 최신 세대의 PrestoMOS™로, 업계 최고 수준의 고속 trr을 실현하였으며, 기생 용량도 최적화된 제품입니다.

그리고, 비교 대상인 R6020FNX (이전 세대에 해당)나 다른 MOSFET에 비해 게이트 threshold 전압 VGS(th)가 높기 때문에 셀프 ON으로 인한 관통 전류가 흐르기 어렵습니다. 일반적으로 VGS(th)가 높은 경우 turn-on 손실이 증가하지만, PSFB 회로에서는 경부하 시 데드 타임을 조정하고, 중부하 시 ZVS 동작을 실행함으로써 각각 turn-on 손실을 저감할 수 있어, VGS(th)가 높아서 발생하는 단점을 억제할 수 있습니다.

따라서, SJ MOSFET를 채용한 PSFB 회로의 효율 향상을 위해서는, trr이 가능한 작고 우수한 스위칭 특성을 지닌 SJ MOSFET를 선택하는 것이 중요합니다.

키 포인트

・효율 비교 결과 PrestoMOS™가 가장 우수했다.

・SJ MOSFET를 채용한 PSFB 회로의 효율 향상을 위해서는, trr이 가능한 작고 우수한 스위칭 특성을 지닌 SJ MOSFET를 선택하는 것이 중요하다.

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