应用结果

OptiMOS™ 6 100 V 旨在用于高开关频率应用，如开关电源（例如电信、服务器、充电器、适配器、电视等）。

敬请继续关注电机控制和太阳能应用的相关信息，了解这项技术所带来的各项优势！

软开关技术

软开关 - 效率和增量损耗比较
Infineon graph OptiMOS™ 6 absolute efficiency and delta loss

开关导通或关断前电压或电流为零时，即会出现软开关现象。该设计可降低总开关损耗，优势众多。软开关是谐振转换器的一大特性。在某些情况下，即使是硬开关 PWM 拓扑也可实现软开关：一种方法是采用辅助电路，实现控制 MOSFET 的软开关操作，同时回收其他情况下会损失的能量并提高效率。

其中一类可行应用是 ZVS 反相Buck/Boost -(36...60) V 至 12 V DC/DC 转换器。在此拓扑中，有源箝位电路将从 SR 开关向输出端无损恢复 Qrr，同时实现控制开关的零电压开关操作。

在本应用中将比较近期推出的 OptiMOS™ 6 产品 (ISC022N10NM6)和 OptiMOS™ 5 (BSC027N10NS5)，二者均采用 SuperSO8 (PQFN 5x6) 封装。结果十分惊人：与 OptiMOS™ 5 的 2.7 mΩ 产品相比，2.2 mΩ 的 OptiMOS™ 6 在各类线路和负载条件下的效率提高了约 1%。

效率提高可解释为以下因素共同促成的结果

  • Qg降低近 20%（典型值），因此驱动损耗更低；
  • 由于 Qgd 更低（改善幅度略低于 40%），关断损耗较低；
  • RDS(on) 降低了 18%，导通损耗更低。

效率的提高使总损耗显著降低了 7 W，不仅减轻热管理难度，还提升了功率密度。ISC022N10NM6具备市面上极低的 RDS(on)，为采用 SuperSO8 (PQFN 5x6) 封装的 100 V 等级产品。

硬开关拓扑：四分之一砖型中间总线转换器

在晶体管导通和关断时电压与电流出现重叠，即会发生硬开关。

V x I 交越损耗是关断期间的主要损耗来源，而 Qoss 相关损耗（因存储在输出电容中的电荷）则是导通瞬态过程中的主要损耗。

在高开关频率 SMPS 中，开关损耗在总损耗中占有相当大的比例。通过降低栅漏电荷 Qgd 即可减少关断损耗，实现更快速的电压转换。低导通损耗则通过低输出电荷 Qoss 值实现。

Infineon image graph delta loss comparison

OptiMOS™ 6 100 V 展现出卓越的 FOMgd 和 FOMoss 品质因数，相较于先前可用技术，效率提升显著。在四分之一砖型 250 kHz，600 W 48Vin/12Vout 全桥/全桥电信产品中，ISC060N10NM6 (6 mΩ) 与 BSC050N10NS5 (5 mΩ) 相比，效率提升了+0.4% 且温度更低。这可提高系统可靠性，降低系统成本。

Infineon image graph OptiMOS™ 6 100V electricity saving

本次对比将采用配有中心抽头整流器的 250 kHz, 600 W 四分之一砖型 48 Vin/12 Vout 全桥电信产品，比较次级侧上 2.7 mΩ 100 V SuperSO8 MOSFET 的表现。

相较于 BSC027N10NS5，ISC027N10NM6 的效率提高了 0.46%，损耗降低了约 3 W。

这将直接显著改善温度状况，满载时温差约为 12°C，进而可简化热设计并让使用寿命延长了 75%*。

* 估算值。可靠性模型已考虑到栅极氧化层击穿和 HTGS 漂移问题