DC-DC變換器開關損耗對比簡要分析

DC-DC變換器目前有軟開關和硬開關兩種不同的啟動運行方式，而MOS和IGBT在硬開關的前提下其開關損耗也是各有不同的。下面我們就分別從硬開關前提下的開通和關斷兩種情況入手，來看一下MOS和IGBT的損耗對比。

首先我們來看一下當DC-DC轉換器處于硬開關條件下時，MOS和IGBT在開通損耗方面的不同之處。由于MOSFET 的輸出電容大，器件處于斷態時，輸入電壓加在輸出電容上，輸出電容儲存較大能量。在相繼開通時這些能量全部消耗在器件內，開通損耗大。器件的開通損耗和輸出電容成正比，和頻率成正比和輸入電壓的平方成正比。而IGBT 的輸出電容比MOSFET小得多，斷態時電容上儲存的能量較小，故開通損耗較小。

接下來我們來看一下，在關斷損耗方面MOS和IGBT兩種開關的損耗情況。在該條件下，MOSFET 屬單極型器件，可以通過在施加柵極反偏電壓的方法，迅速抽走輸入電容上的電荷，加速關斷，使MOSFET 關斷時電流會迅速下降至零，不存在拖尾電流，故關斷損耗小。而IGBT 由于拖尾電流不可避免，且持續時間長（可達數微秒），故關斷損耗大。

綜合對MOS和IGBT開通、關斷情況下的損耗分析可以得出，在DC-DC變換器處于硬開關的前提條件下，MOSFET的開關損耗主要是由開通損耗引起， 而IGBT則主要是由關斷損耗引起。因此使用MOSFET作為主開關器件的電路，應該使轉換器工作于ZVS條件下，這樣在器件開通前，漏極和源極之間的電 壓先降為零，輸出電容上儲存能量很小，可以大大降低MOSFET的開通損耗。而使用IGBT作為主開關器件的電路，應該使轉換器工作于ZCS條件下，這樣 在器件關斷前，流過器件的電流先降為零，可以大大降低因拖尾電流造成的關斷損耗。