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深圳京柏微科技有限公司
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LED作為新型照明光源，具有高效節(jié)能、工作壽命長等優(yōu)點，目前已廣泛使用于LED顯示、車用電子、生活照明等各種照明場景。LED恒流驅(qū)動特征需要特定的AC-DC恒流驅(qū)動電源，為了提高電源能效，LED的驅(qū)動電源一般采用單級PFC的拓撲。
圖一 單級PFC拓撲結(jié)構(gòu)
如圖一所示，單級PFC的拓撲結(jié)構(gòu)在輸入端整流橋與高壓MOSFET之間沒有高容量的電解電容，在遭遇雷擊浪涌時，浪涌能量很容易傳輸?shù)組OSFET上，高壓MOSFET VDS易過電壓，此時MOSFET很容易發(fā)生雪崩現(xiàn)象。在開關電源中，研發(fā)工程師要求MOSFET盡可能少發(fā)生或不發(fā)生雪崩。
雪崩是指MOSFET上的電壓超過漏源極額定耐壓并發(fā)生擊穿的現(xiàn)象。圖二為600V MOSFET的安全工作區(qū)示意圖，圖中紅色標線為安全工作區(qū)的右邊界。雪崩發(fā)生時，漏源兩端的電壓超過額定BVDSS，并伴隨有電流流過漏源極，此時MOSFET工作在此邊界的右邊，超出安全工作區(qū)（SOA）。
圖二 某600V MOSFET安全工作區(qū)（SOA）
如圖三所示雪崩測量電路及波形，一旦超出安全工作區(qū)， 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(tài)，雪崩期間漏源極電壓電流同時存在，其產(chǎn)生的瞬時功耗達到數(shù)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，否則容易導致器件過溫失效。
圖三 雪崩測量電路及波形
那么，應該如何避免MOSFET應用時的雪崩破壞呢？從浪涌防護的角度來說，電源工程師可以增加AC輸入端浪涌防護元件的規(guī)格，使AC前端器件防護元件吸收掉絕大部分浪涌能量，降低浪涌殘壓，如增加壓敏電阻的尺寸、選擇殘壓更低的壓敏以及增加RCD浪涌吸收電路等。另外，亦可選擇更高電流ID或者更高耐壓規(guī)格的MOSFET避免其自生發(fā)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(guī)格成為一種更簡易安全且極具性價比的方案。
圖四 800V MOSFET浪涌測試波形
CH2 VDS （藍色 200V/div）
CH3 IDS （紫色 1A/div）
圖五 650V MOSFET浪涌測試波形
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(qū)動電源在浪涌發(fā)生的波形。圖五為耐壓為650V MOSFET的50W LED驅(qū)動電源在浪涌發(fā)生時的波形，二者的浪涌測試條件完全相同。
圖四圖五中VDS波形突然升高的時刻即為浪涌來臨的瞬間，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于浪涌，圖五中650V MOSFET關斷期間還有較大的漏源電流流過，雪崩現(xiàn)象比較明顯。圖四中800V MOSFET在關斷期間電流為0，沒有發(fā)生雪崩現(xiàn)象，表明傳輸?shù)狡骷系睦擞磕芰坎蛔阋砸鹧┍?，可見在該電源中使?00V耐壓的MOSFET大大提高了浪涌安全裕量，避免器件發(fā)生雪崩。
在LED驅(qū)動電源，工業(yè)控制輔助電源等應用中，電源工程師在設計浪涌防護時，可選擇耐壓更高的MOSFET，耐壓高的器件可將浪涌能量擋在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(qū)。這樣可以大大提高整機電源的浪涌防護能力。
LED作為21世紀的綠色照明產(chǎn)品，正在大量取代傳統(tǒng)的光源。依托龐大的LED市場，國產(chǎn)器件在SJ MOSFET領域替換進口品牌的潛力極大。維安結(jié)合市場和客戶的需求，在產(chǎn)品工藝、封裝上持續(xù)創(chuàng)新，針對LED照明領域通用的800V以上耐壓的規(guī)格，在產(chǎn)品系列、規(guī)格尺寸上也更加齊全。
表一 維安800V SJ-MOSFET 主推規(guī)格列表
| Part No. | Package | Configuration | Type | ESD | VDS | Vgs Max | ID at 25℃ | VGS(th) | Rds(on) | Ciss | Coss | Crss | 備注 | |
| Typ. | Vgs=10V | Vgs=4.5V | ||||||||||||
| V | V | A(Max.) | V | mΩ(Max.) | mΩ(Max.) | pF(Typ.) | pF(Typ.) | pF(Typ.) | ||||||
| 12V-100V Trench P Channel Power MOSFET | ||||||||||||||
| WM01P75R | DFN2*2-6L | Single | P | NO | -12 | ±8 | -7.5 | -0.65 | / | 26 | 1260 | 400 | 350 | |
| WM02P160R | DFN2*2-6L | Single | P | NO | -20 | ±10 | -16 | -0.65 | / | 17 | 2895 | 303 | 280 | 重點推廣料號 |
| WMQ55P02T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -20 | ±10 | -55 | -0.65 | / | 8.2 | 3140 | 603 | 565 | 重點推廣料號 |
| WMS15P02T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -20 | ±10 | -15 | -0.65 | / | 8.2 | 3138 | 602 | 565 | 新品主推 |
| WMQ55P03T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -55 | -1.5 | 8.5 | 12.8 | 4180 | 520 | 435 | 重點推廣料號 |
| WMB60P03T1 | PDFN5*6-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -60 | -1.5 | 8.8 | 14 | 4320 | 529 | 487 | 重點推廣料號 |
| WMS16P03T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -16 | -1.5 | 8.8 | 13 | 4180 | 525 | 430 | 重點推廣料號 |
| WMQ50P03T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -50 | -1.5 | 9 | 14 | 3958 | 440 | 341 | 重點推廣料號 |
| WMS14P03T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -14 | -1.5 | 9.2 | 14 | 3448 | 445 | 325 | 重點推廣料號 |
| WMQ42P03T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -42 | -1.5 | 14 | 22 | 2500 | 280 | 220 | 重點推廣料號 |
| WMS09DP03T1 | SOP-8L | Dual | P | NO | -30 | ±20 | -9 | -1.5 | 14 | 22 | 2500 | 280 | 220 | 重點推廣料號 |
| WMO50P03T1 | TO-252 | Single | P | NO | -30 | ±20 | -50 | -1.5 | 14 | 22 | 2500 | 280 | 220 | 重點推廣料號 |
| WMS12P03T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -11.5 | -1.5 | 15 | 25 | 2335 | 280 | 219 | 重點推廣料號 |
| WM03P115R | DFN2*2-6L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -11.5 | -1.5 | 24 | 34 | 1510 | 190 | 146 | 重點推廣料號 |
| WMQ30P03T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -30 | ±20 | -30 | -1.5 | 24 | 35 | 1405 | 177 | 147 | 重點推廣料號 |
| WMQ30P04T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -40 | ±20 | -30 | -1.6 | 13 | 20 | 3597 | 316 | 249 | 重點推廣料號 |
| WMS13P04T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -40 | ±20 | -13 | -1.6 | 13 | 20 | 3430 | 292 | 225 | 重點推廣料號 |
| WMO50P04T1 | TO-252 | Single | P | NO | -40 | ±20 | -50 | -1.6 | 13 | 20 | 3320 | 290 | 225 | 重點推廣料號 |
| WMQ25P06T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -60 | ±20 | 25 | -1.5 | 28 | 35 | 3135 | 200 | 121 | 新品主推 |
| WMO35P06T1 | TO-252 | Single | P | NO | -60 | ±20 | -35 | -1.5 | 28 | 35 | 3135 | 200 | 121 | 新品主推 |
| WMO25P06T1 | TO-252 | Single | P | NO | -60 | ±20 | -25 | -1.8 | 40 | 55 | 1098 | 322 | 59 | 重點推廣料號 |
| WMO13P06T1 | TO-252 | Single | P | NO | -60 | ±20 | -13 | -1.6 | 90 | 128 | 1015 | 50 | 35 | 新品主推 |
| WMS05P06T1 | SOP-8L | Single | P | NO | -60 | ±20 | -4.5 | -1.6 | 90 | 128 | 1015 | 50 | 35 | 新品主推 |
| WMQ05P06T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -60 | ±20 | -5 | -1.7 | 180 | 260 | 385 | 27 | 17.8 | 新品主推 |
| WMQ12P10T1 | PDFN3*3-8L | Single | P | NO | -100 | ±20 | 12 | -1.7 | 100 | 120 | 3182 | 296 | 189 | 新品主推 |
| WMO18P10T1 | TO-252 | Single | P | NO | -100 | ±20 | -18 | -1.8 | 110 | 135 | 1050 | 104 | 9.5 | 重點推廣料號 |
| 20V-250V Trench N Channel Power MOSFET | ||||||||||||||
| WMR15N02T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 20 | ±10 | 15 | 0.65 | / | 8.2 | 2445 | 426 | 202 | 重點推廣料號 |
| WMR09N02T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 20 | ±10 | 9 | 0.65 | / | 22 | 850 | 140 | 105 | |
| WMQ30N02T1 | PDFN3*3-8L | Single | N | NO | 20 | ±10 | 30 | 0.65 | / | 4.5 | 3850 | 490 | 440 | 重點推廣料號 |
| WMO90N02T1 | TO-252 | Single | N | NO | 20 | ±10 | 90 | 0.65 | / | 4.5 | 3850 | 490 | 440 | 重點推廣料號 |
| WMO60N02T1 | TO-252 | Single | N | NO | 20 | ±10 | 60 | 0.65 | / | 6 | 2280 | 300 | 270 | 重點推廣料號 |
| WM02DN080C | DFN2*3-6L | Dual | N | YES | 20 | ±12 | 8 | 0.62 | / | 16 | 730 | 85 | 80 | |
| WM02DN085C | DFN2*3-6L | Dual | N | YES | 20 | ±12 | 8.5 | 0.62 | / | 10.9 | 1612 | 162 | 140 | 不主推 |
| WM02DN095C | DFN2*3-6L | Dual | N | YES | 20 | ±12 | 9.5 | 0.62 | / | 9.4 | 1647 | 170 | 150 | |
| WM02DN110C | DFN2*3-6L | Dual | N | YES | 20 | ±12 | 11 | 0.62 | / | 7.5 | 1767 | 184 | 155 | 重點推廣料號 |
| WM02DN560Q | DFN3*3-8L | Dual | N | YES | 20 | ±8 | 56 | 0.55 | / | 5.8 | 3165 | 380 | 325 | 重點推廣料號 |
| WMB90N03T1 | PDFN5*6-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 90 | 1.5 | 3 | 6 | 3300 | 505 | 420 | 重點推廣料號 |
| WMK180N03T1 | TO-220 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 180 | 1.5 | 3.2 | 6 | 3570 | 510 | 431 | 重點推廣料號 |
| WMO150N03T1 | TO-252 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 150 | 1.5 | 3.2 | 6 | 3570 | 510 | 431 | 重點推廣料號 |
| WMM180N03T1 | TO-263 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 180 | 1.5 | 3.2 | 6 | 3570 | 510 | 431 | 重點推廣料號 |
| WMQ45N03T1 | PDFN3*3-8L | Single | N | YES | 30 | ±20 | 45 | 1.5 | 3.8 | 5.8 | 2550 | 495 | 271 | |
| WMQ80N03T1 | PDFN3*3-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 80 | 1.5 | 4 | 6 | 2808 | 420 | 297 | 重點推廣料號 |
| WMB108N03T1 | PDFN5*6-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 108 | 1.5 | 4 | 6 | 3075 | 400 | 315 | |
| WMS15N03T1 | SOP-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 15 | 1.5 | 4 | 6 | 2808 | 420 | 297 | 重點推廣料號 |
| WMO96N03T1 | TO-252 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 96 | 1.5 | 4 | 6 | 3000 | 410 | 285 | 重點推廣料號 |
| WMR16N03T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 16 | 1.5 | 5.2 | 7.2 | 2390 | 282 | 230 | 不主推 |
| WMR15N03T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 15 | 1.8 | 5.2 | 8.5 | 1100 | 435 | 57 | 新品主推 |
| WMQ40N03T1 | PDFN3*3-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 40 | 1.5 | 5.5 | 9 | 1895 | 267 | 192 | 重點推廣料號 |
| WMB81N03T1 | PDFN5*6-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 81 | 1.5 | 5.5 | 9 | 1880 | 267 | 185 | 重點推廣料號 |
| WMO80N03T1 | TO-252 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 80 | 1.5 | 5.5 | 9 | 1860 | 267 | 180 | 重點推廣料號 |
| WMS13N03T1 | SOP-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 13 | 1.5 | 6 | 9 | 1846 | 267 | 190 | 重點推廣料號 |
| WMK75N03T1 | TO-220 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 75 | 1.5 | 6 | 9 | 1895 | 267 | 192 | |
| WMR14N03T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 14 | 1.5 | 6.8 | 10 | 1650 | 223 | 185 | |
| WMR13N03T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 12.5 | 0.75 | 9 | 12 | 1035 | 179 | 154 | Vth 0.75v ,手機Vbus定制料 |
| WMR12N03T1 | DFN2*2-6L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 12 | 1.5 | 8 | 12 | 1035 | 179 | 154 | 重點推廣料號 |
| WMQ46N03T1 | PDFN3*3-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 46 | 1.5 | 8.5 | 13 | 1105 | 163 | 131 | 重點推廣料號 |
| WMB58N03T1 | PDFN5*6-8L | Single | N | NO | 30 | ±20 | 58 | 1.5 | 8.5 | 14 | 1100 | 163 | 131 | 重點推廣料號 |
| WMO55N03T1 | TO-252 | Single | N | NO | 30 | ±20 | 55 | 1.5 | 8.5 | 12.5 | 1107 | 163 | 115 | 重點推廣料號 |
