LLCMOSFET的失效模式

1、到上管（HVG）打第二个PWM时对应的谐振腔的电流相位是不对的。1 1 |inductive regKWi Current lagging (ZVS) ii “和; i再來看过载/短路时.LLC工作在容性模式的惜况，先看一张DC gain对应的容性和感性区域的图，当 开光频率低于第二谐振频率fr2时就是容性区域。卜图是一张工作在容性模式的图，可以看到卜管（LVG）的最后一个PWM开通时对应的谐振腔电流 相位也是不对的。(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)分析了上而两种工况，都是电流相位不对，MOSFET都存硬开关，所谓硕开关就是，当MOSFET开通 时，电流没有反向流过体二极管，也就是说Vds的电圧不为零，那为什么硬开关就会导致MOSFET 失效呢？卜而详细介绍。首先看一个普通高压MOSFET datasheet里面对dv/dt的AMR规格如，所谓AMR就是absolute maximum rating,就是说超过这个参数范鬧，MOSFET就有町能损坏。dv/dt Peak diode recovery voltage sl

3、opeV/nsdv/dt MOSFET dv/dt ruggedness50V/ns我们发现有两个限制，其对应不同的条件，就是体二极管是否有反向恢复，对丁没有反向恢复的这一 项50V/ns,只是对之前的老MOSFET有限制，对丁现代工艺的MOSFET,算是一个冗余的规定，|1 T习惯问题一直保留着，其实就算100V/ns的dv/dt加在管子上都不一定有问题。但是对丁体二极管 存在反向恢复的dv/dt就比较危险了，这个管子的规定是15V/ns,其实在高温卜S惜况会更糟糕。Gate-Dsd穴CdbE-rmo-HQ-HgExed卜面先看一 F MOSFET带寄生参数的等效模型，山于侧重点的原因，寄生

4、电感和寄生电阻就没画出來。_Cgd从上图町以看到，MOSFET存在一个寄生的BJT,也就是说当Rb上的电压达到这个BJT的门槛电压 时，这个BJT就会导通，关键在丁这个BJT是负温度系数的，它不像MOSFET的Rds_on,温度越高 阻抗越高，而是相反，晶元上温度越高的地方，阻抗越低，更多的电流会流过同一个点，因此特别容 易造成热点损坏，并且起始结温越高时情况越恶劣。丄1 , p p bodybodyTC-DrainDrainSourceSource MetalMetalN N piuxudpiuxud layerlayer回过头來，我们再看Rb上的电压是从哪里來的，上要有两个方而.一个是体二极管的反向恢复电流, 另外一个是流过Cdb的容性电流。再回过头來看上面介绍的LLC的两个电流相位不对的情况，上而提到这两种情况会存在硕开关模式, 其特点是半桥的两颗MOSFET,当其中一个MOSFET有体二极管反向续流的时候另外一个管子导通了 （可以参考卜图实例，Q1有二极管续流时，Q2导通了，这时Q1的体二极管就会有反向恢复，因 此就会出现有续流的这个MOSFET的体二极管有很大的反向恢复，并且伴随很高的dv/dt.连贯起来看.就是LLC的硬开关会导致有体二极管方向恢复这颗管子的内部BJT导通，从而热点损 坏，进而半桥电路出现直通短路。考虑到上而介绍的失效机制，其实有很多应对方法.