LED作為新型照明光源 具有高效節能、工作壽命長等優點 維安高壓超結MOSFET，輕鬆解決LED電源浪湧 - 趣味新聞網

LED作為新型照明光源，具有高效節能、工作壽命長等優點，目前已廣泛使用於LED顯示、車用電子、生活照明等各種照明場景。LED恒流驅動特徵需要特定的AC-DC恒流驅動電源，為瞭提高電源能效，LED的驅動電源一般采用單級PFC的拓撲。

圖一 單級PFC拓撲結構

如圖一所示，單級PFC的拓撲結構在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒有高容量的電解電容，在遭遇雷擊浪湧時，浪湧能量很容易傳輸到MOSFET上，高壓MOSFET VDS易過電壓，此時MOSFET很容易發生雪崩現象。在開關電源中，研發工程師要求MOSFET盡可能少發生或不發生雪崩。

雪崩是指MOSFET上的電壓超過漏源極額定耐壓並發生擊穿的現象。圖二為600V MOSFET的安全工作區示意圖，圖中紅色標綫為安全工作區的右邊界。雪崩發生時，漏源兩端的電壓超過額定BVDSS，並伴隨有電流流過漏源極，此時MOSFET工作在此邊界的右邊，超齣安全工作區（SOA）。

圖二 某600V MOSFET安全工作區（SOA）

如圖三所示雪崩測量電路及波形，一旦超齣安全工作區， MOSFET功耗將大增。左圖為雪崩測試的標準電路，右圖為雪崩期間的運行波形。MOSFET在關斷時因VDS電壓過高而進入雪崩狀態，雪崩期間漏源極電壓電流同時存在，其産生的瞬時功耗達到數KW，會大大影響整個電源的可靠性。且雪崩期間，必須保證其溝道溫度不超過額定溝道溫度，否則容易導緻器件過溫失效。

圖三 雪崩測量電路及波形

那麼，應該如何避免MOSFET應用時的雪崩破壞呢？從浪湧防護的角度來說，電源工程師可以增加AC輸入端浪湧防護元件的規格，使AC前端器件防護元件吸收掉絕大部分浪湧能量，降低浪湧殘壓，如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪湧吸收電路等。另外，亦可選擇更高電流ID或者更高耐壓規格的MOSFET避免其自生發生雪崩，但更高的ID往往意味著更高的成本，故而，選擇更高耐壓規格成為一種更簡易安全且極具性價比的方案。

圖四 800V MOSFET浪湧測試波形

CH2 VDS （藍色 200V/div）

CH3 IDS （紫色 1A/div）

圖五 650V MOSFET浪湧測試波形

CH2 VDS （藍色 200V/div）

CH3 IDS （紫色 1A/div）

圖四為使用耐壓為800V MOSFET的LED驅動電源在浪湧發生的波形。圖五為耐壓為650V MOSFET的50W LED驅動電源在浪湧發生時的波形，二者的浪湧測試條件完全相同。

圖四圖五中VDS波形突然升高的時刻即為浪湧來臨的瞬間，圖四中的VDS最大電壓為848V，圖五中VDS最大電壓為776V。雪崩消耗的能量來自於浪湧，圖五中650V MOSFET關斷期間還有較大的漏源電流流過，雪崩現象比較明顯。圖四中800V MOSFET在關斷期間電流為0，沒有發生雪崩現象，錶明傳輸到器件上的浪湧能量不足以引起雪崩，可見在該電源中使用800V耐壓的MOSFET大大提高瞭浪湧安全裕量，避免器件發生雪崩。

在LED驅動電源，工業控製輔助電源等應用中，電源工程師在設計浪湧防護時，可選擇耐壓更高的MOSFET，耐壓高的器件可將浪湧能量擋在AC 輸入端，讓輸入端口的MOV防護器件來吸收，避免MOSFET超過安全工作區。這樣可以大大提高整機電源的浪湧防護能力。

LED作為21世紀的綠色照明産品，正在大量取代傳統的光源。依托龐大的LED市場，國産器件在SJ MOSFET領域替換進口品牌的潛力極大。維安結閤市場和客戶的需求，在産品工藝、封裝上持續創新，針對LED照明領域通用的800V以上耐壓的規格，在産品係列、規格尺寸上也更加齊全。

錶一 維安800V SJ-MOSFET 主推規格列錶

上述錶格中，03N80M3,05N80M3可以應用在浪湧要求較高的輔助電源中，比如工業380VAC輸入的3-5W輔助電源。相比650V規格，其浪湧能力明顯提高；相比平麵工藝的2N80規格，導通電阻明顯降低，溫升和效率性顯著提升。

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