提供低损耗大功率的MOSFET

　　硅功率二极管的PN结通常有大约1.2V的压降。这个压降使得功率二极管上消耗了相当的能量，从而造成电源效率的损失。对于一个有120W电源和24V标称电压的太阳能板，一个防止回流的二极管可能产生6W功率损失，或相当于受控能量的5%。此外，为二极管散热而开发一个冷却系统的成本也可能产生问题。



　　本例给出了一个更经济的方案，它用一个工作在开关模式的晶体管，代替了传统的功率二极管。图1显示了采用一只晶体管Q1的整流电路，管在on状态下有低的漏-源电阻。电路中，V2代表一个36V的交流电源。负载包括9Ω电阻RL和25 mH线圈L1。当电源正极高于漏极电压负极时，比较器IC1产生Q1的栅极电压。因此，源极作为整流器的正极，而漏极则作为负极。电路利用了沿晶体管源-漏方向传导电流的能力。



　　Q1导通实际上缩小了衬底与漏极之间的寄生二极管，从而尽量减少了功耗。当栅-源电压为低时，Q1及其寄生二极管均关断。二极管D1 和电阻R1 用于限制比较器两输入端上的电压。



　　图2给出了负载电压以及整流器Q1 上的压降。图3表示整流器的正常工作情况，其中，最大负载电流2.65A时，压降为33 mV；Q1 工作在欧姆区。反之，如果采用MOSFET，则压降变为629 mV，获得最大连续功率为1.66W（图4）。



　　这种方案可用于有任意数量二极管的任何类型整流器。此外，本电路可以用于DC/DC和DC/DC转换器，因为当在桥电路中使用功率MOSFET时，它们可以同时传导有功电流和无功电流。这个方案避免了在MOSFET中使用衬底-漏极寄生二极管的要求。