两种硬开关DC-DC变换器开关损耗对比简要分析

DC-DC变换器目前有软开关和硬开关两种不同的启动运行方式，而MOS和IGBT在硬开关的前提下其开关损耗也是各有不同的。下面我们就分别从硬开关前提下的开通和关断两种情况入手，来看一下MOS和IGBT的损耗对比。

首先我们来看一下当DC-DC转换器处于硬开关条件下时，MOS和IGBT在开通损耗方面的不同之处。由于MOSFET 的输出电容大，器件处于断态时，输入电压加在输出电容上，输出电容储存较大能量。在相继开通时这些能量全部消耗在器件内，开通损耗大。器件的开通损耗和输出电容成正比，和频率成正比和输入电压的平方成正比。而IGBT 的输出电容比MOSFET小得多，断态时电容上储存的能量较小，故开通损耗较小。

接下来我们来看一下，在关断损耗方面MOS和IGBT两种开关的损耗情况。在该条件下，MOSFET 属单极型器件，可以通过在施加栅极反偏电压的方法，迅速抽走输入电容上的电荷，加速关断，使MOSFET 关断时电流会迅速下降至零，不存在拖尾电流，故关断损耗小。而IGBT 由于拖尾电流不可避免，且持续时间长（可达数微秒），故关断损耗大。

综合对MOS和IGBT开通、关断情况下的损耗分析可以得出，在DC-DC变换器处于硬开关的前提条件下，MOSFET的开关损耗主要是由开通损耗引起，而IGBT则主要是由关断损耗引起。因此使用MOSFET作为主开关器件的电路，应该使转换器工作于ZVS条件下，这样在器件开通前，漏极和源极之间的电压先降为零，输出电容上储存能量很小，可以大大降低MOSFET的开通损耗。而使用IGBT作为主开关器件的电路，应该使转换器工作于ZCS条件下，这样在器件关断前，流过器件的电流先降为零，可以大大降低因拖尾电流造成的关断损耗。